基于IEC 61850的智能水电站建设研究

随着智能水电站的不断发展,水电站产生的海量数据因采用不同的通信标准导致数据孤岛问题加剧。为有效实现数据的共享与整合,研究基于IEC 61850通信标准建设智能水电站。从电站物理对象层级划分、信息对象建模、通信系统建设、一体化管控平台建设等过程阶段,研究基于IEC 61850的智能水电站全过程建设方案框架及流程方法,并从设备对象化建模、标准通信建设、一体化管控平台应用等方面详细阐述了基于IEC 61850的智能水电站全过程建设的关键技术。研究成果可为智能水电站建设打通数据底板基础,对智能水电站的建设及应用具有一定参考价值。

基于IEC62351变电站过程层安全通信性能研究

IEC 61850标准的过程层通信是数字化变电站的重要组成部分,然而IEC 61850标准并不包含特定的安全措施。IEC 62351标准的提出从理论上解决了电力通信领域的通信安全问题,由UCA组织的2019国际互操作验证了IEC 62351标准在过程层通信的互操作性,但并未对通信性能开展测试。首先基于不同嵌入式处理器,对消息认证码算法进行性能测试;然后基于已具备IEC 62351过程层安全通信能力的设备,分别在安全通信和非安全通信两种模式下,对过程层GOOSE和SMV通信性能进行对比测试。最后搭建一个典型配置的主变保护测试系统,验证了通信的安全性。实验结果表明,基于高性能嵌入式处理器的IEC 62351安全通信可以满足过程层实时通信性能的要求。

基于IEC 61850的能源站智能电气监控管理方法

针对传统电气监控管理系统信息管理能力差的问题,提出了新型的能源站智能电气监控管理方法。该方法建立在DL/T 860(IEC 61850)标准规范的基础上,采用微机应用交流采样算法对能源站电气设备运行数据进行处理,并将该算法进行系统集成优化设计,构建出全智能自动化的电气监控管理系统。本研究系统加强了各监控设备的联系,系统误差数据低。实验表明,本研究系统的监测数据误差低于10%,解决了传统电气监控误差较大的问题。

符合IEC 62351标准的变电站原型系统关键技术

基于IEC 61850标准协议建立的变电站通信网络提高了站内设备的互操作性和互换性,但协议的开放性和标准性也带来了协议的安全性问题。为了构建完善的变电站信息安全技术体系,国际电工委员会第57技术委员会第15工作组(IEC TC57 WG15)制定了IEC 62351标准。文中根据IEC 62351标准的要求,针对变电站内部的二次系统通信协议进行改造,对实现过程中的关键技术进行了研究,搭建了符合IEC 62351标准的变电站原型系统。针对原型系统与非IEC 62351系统进行了对比测试,指出了实施过程中的注意点,为IEC 62351标准的工程化实施提供了参考。

基于IEC 62351安全体系的变电站自动化系统

变电统自动化系统的一项重要功能是站内各种智能装置的通信,该领域技术发展的趋势是通信规约的网络化及国际标准化。随着开放性的增加,特别是采用网络化的IEC61850标准成为发展方向时,网络的安全问题越来越突出。IEC针对变电站内主要通信规约,制定了IEC62351安全国际标准,它在通信的多个层次上进行认证或加密,极大提高了规约的安全性。该文在介绍了IEC62351标准的主要内容后,提出了为符合该标准的自动化系统应该进行改造的主要内容及重点解决的问题。

IEC 61850应用剖析及其发展探讨

作为智能变电站的数字化基础,IEC 61850在促进变电站技术进步的同时,本身在应用中也反映出若干设计上的缺陷。在深入剖析IEC 61850标准现状和应用实践情况的基础上,反思了其成败得失。针对智能变电站的部分发展需求,不再完全局限于标准约束,提出了IEC 61850补充性框架设计思路。提出IEC 61850的变电站设备模型及其相关的服务模型可以简化,变电站配置描述语言需要摆脱低效、庞大的弱点,需要利用特定通信服务映射机制设计新的高效通信协议栈,并增强与调度端的无缝通信能力。最后利用CIM/E语言、电力通用服务协议等成果对IEC 61850进行了补充性的改进设计示例。

基于IEC 61850标准的新型集中式IED

基于IEC 61850标准的变电站自动化是一种必然趋势。站级总线、过程总线的应用对间隔层智能电子设备(IED)网络接口的实时性、可靠性有很高要求,且数量众多的间隔层IED使变电站网络接线复杂。计算机技术的快速发展使硬件的集成度越来越高,可靠性大幅度提升,间隔层设备将会向集成一体化方向发展,使设计理念为面向变电站整体功能,有利于控制、保护功能的协调并大幅度减少IED数量。提出了一种遵循IEC 61850标准的间隔层新型集中式IED方案,在1台新型集中式IED上实现多台IED所完成的功能,分析研究了其硬件方案、软件结构及内部信息交换方式等关键技术,为实施基于IEC 61850标准的变电站自动化系统提供了一种新的解决方案。

IEC 62351国际互操作的总结与思考

IEC 62351标准为变电站自动化系统通信协议提供协议层级的网络安全防护能力。为了研究IEC 62351标准的工程化应用实施方法,提升数字化变电站的网络安全通信能力,参加了由公共设施通信协议体系用户协会举办的国际互操作大会,实现了IEC 62351标准在IEC 61850站控层安全通信领域的互操作。依据此次互操作的过程与成果,介绍了互操作的基本情况与测试用例,总结了互操作的成功经验,从认证、加密以及兼容性等多个方面提炼了影响互操作的关键技术细节,并对此次互操作中遇到的问题以及原因进行了深层次的分析。

基于IEC 61850的广域继电保护通信建模

目前IEC 61850标准未对广域继电保护通信模型进行描述,为此以区域主站集中式广域继电保护系统结构为研究对象,根据IEC 61850标准层层包含的建模方法,给出了广域继电保护IED建模的一般步骤。然后,以220 kV数字化变电站和基于故障电压分布的广域继电保护算法为例,给出了遵循IEC 61850标准的广域继电保护主站和子站的树型结构模型,以及主站与子站的消息流交互过程。最后建立了通信服务模型,包括:客户端/服务器传输模型、模拟值传输模型和开关量传输模型。构建该通信模型的根本目的是实现广域继电保护IED与数字化变电站内其他IED间的互操作性。

基于IEC61850的配电网监视与控制功能的模型设计

为实现设备的互操作性,国际电工技术委员会发布了新的应用于变电站自动化的国际标准——IEC61850标准。分析了IEC 61850标准中各方面的优点,并介绍如何将这些优点应用在变电站自动化中。应用IEC61850标准建立配电系统模型,通过实验模型的搭建验证IEC61850所提出的通信方法,满足实时配电系统的控制和保护要求。

IEC 61850通信技术在火电厂中的应用探讨

IEC 61850通信技术在智能电网系统中得到了广泛应用,但目前没有与火电厂相关的IEC 61850通信标准。通过对IEC61850通信技术标准的内容及其在智能变电站中应用情况的总结和研究,分析了其应用在火电厂升压站、机组以及厂用电系统的控制、保护、状态监测等方面的可行性,对目前阶段的应用现状进行了介绍,提出了IEC 61850通信技术在火电厂电气系统中应用的实施方案及建议。

基于IEC 61850标准的传统水电站智能化改造关键技术研究

国内传统水电站进行智能化改造是必然趋势,智能水电站必然要借助基于IEC 61850标准的统一水电站模型来实现一体化平台的数据交换。在对传统水电站现状进行分析的基础上,提出了传统水电站智能化改造可行的系统架构、基于IEC 61850标准的水电站设备建模的方法以及与主站实现IEC 61850通信的智能化通信服务器的软件结构,对未来水电站智能化改造工作进行了思考。

IEC 61850标准作为变电站出站远动协议的可行性分析

叙述了建设一体化电网运行系统以及调度中心与变电站之间上下数据贯通的必要性,分析了上下贯通所面临的数据模型、图形(接线图)、传输协议、源端维护与订阅/发布等问题,提出了采用IEC 61850标准作为出站协议的基本原则、建模方法、服务实现细节,在基于IEC 61850标准的变电站出站协议的基础上叙述了IEC 61850标准与公共信息模型(CIM)之间的转换规则以及源端维护和订阅/发布的实现方法。

基于IEC 61850标准探讨智能水电厂建设

为了加强对智能水电厂整体概念的把握与其整体架构的理解,基于IEC 61850标准提出智能水电厂架构体系,分析了在此架构下的技术特点,重点探讨了智能水电厂技术实施方案,其中包括面向对象建模技术、基于MMS通信规约的产品开发、非IEC 61850规约转IEC 61850规约、IEC 61850与IEC 61970模型映射。为深入研究智能化水电厂的相关问题提供参考。

基于IEC 61850的变电站网络安全分析

基于IEC 61850的数字变电站自动化系统是一个基于网络的开放式系统。随着开放性的增加,变电站的网络安全问题越来越突出。IEC 61850标准明文规范了变电站的网络通信协议,但未提供相关的安全规范。文章分析了基于IEC 61850的变电站网络系统安全体系,总结了IEC 62351的相关应用,并指出了IEC 62351今后的改进方向。

IEC 61850标准在变电站综合自动化系统设计中的应用

IEC 61850是关于变电站自动化系统结构和数据通信的国际标准。分析了IEC 61850在变电站综合自动化系统应用中的技术特征,对变电站结构的有关规定及功能描述,以及IEC 61850标准体系的内容构成,并具体介绍了利用IEC 61850标准对于变电站自动化系统的配置原则,且通过具体实例介绍了配置过程。

基于IEC 62351的安全通信对站控层通信性能的影响

随着电力系统的智能化、网络化水平不断提高,基于IEC 61850标准协议的变电站自动化系统得到了广泛的应用,然而IEC 61850标准协议并不包含特定的安全措施,存在一定的安全隐患。IEC 62351标准的提出从理论上为变电站自动化系统提供了安全通信的解决方案,由公共设施通信协议体系(UCA)用户协会组织的2017国际互操作全面验证了IEC 62351标准在IEC 61850站控层通信层面的可用性,但是互操作中并未对通信性能开展相关测试。文中基于已具备IEC62351安全通信能力的服务端和客户端设备,构建通信测试系统,分别在安全通信和非安全通信两种模式下,对站控层通信中各类制造报文规范(MMS)服务的实时响应性能进行对比测试,分析安全通信对站控层通信性能的影响,为IEC 62351标准在变电站自动化领域中的实际应用提供有效的数据支撑和理论指导。

基于IEC61850的变电站电源系统数据模型测试研究

为了解决目前基于IEC61850的变电站电源系统没有相应的建模标准和测试规范的问题,研究了电源系统建模技术,并开发了针对电源系统的模型和服务测试工具。通过在广东电网主流电源系统的模型和服务测试中的实际应用,验证了该测试工具的正确性和有效性,并大大提高了电源系统的测试效率和测试全面性。

IEC 61850的XMPP映射分析

为了解决在配电网中IEC 61850标准信息模型的传输以及信息交换模型的实现问题,分析并比较了可扩展消息处理现场协议(XMPP)和IEC 60870-5-104、Web Service等通信规约在配电自动化领域使用的优缺点,表明XMPP技术存在明显的优势,研究了IEC 61850标准的XMPP映射,阐述了XMPP技术在配电自动化领域的应用,给出了将IEC 61850映射到XMPP上的具体实现方案,实现了配电终端之间、配电终端与主站之间的信息交互。试验验证了该映射方案的可行性,完全满足配电网的要求。

基于IEC 61850标准的远方修改保护定值的风险应对策略及可靠性分析

对于远方修改保护定值的风险管控措施的防护效果,现有研究缺乏量化评估。为定量评估计及风险应对策略的远方修改保护定值的可靠性,将基于IEC 61850标准的远方修改保护定值过程划分为定值修改录入、下发与确认3个关键环节。对各环节的风险点进行辨识及成因分析,梳理风险点关系,构建远方修改定值失效故障树,评估风险发生的概率。结合多种风险应对策略,通过量化分析采取风险应对策略后未能识别风险发生的概率,为进一步选定远方修改保护定值的应对策略提供理论依据。