变电站站控层服务协议CMS的应用研究

为了实现变电站站控层通信核心技术MMS(制造报文规范)的国产替代,国家电网公司制定了变电站二次系统CMS(通信报文规范),但未给出具体应用实现方案。因此,为推动CMS协议的应用和变电站核心技术的自主可控研究,提出一种在自主可控新一代嵌入式保护装置上实现CMS协议应用的解决方案,阐述了方案具体的程序实现方法,包括编解码实现、通信结构实现、CMS与MMS兼容性应用以及通信安全等,通过服务一致性测试和代码健壮性测试验证了方案的可行性。方案已在自主可控新一代产品平台中得到应用。

某特高压直流工程站控层路由器改造方案

针对某特高压直流工程站控层路由器运行时间已超过设备生命周期且CPU负载率高的现状,提出了一种改造方案,利用交换机加路由器的方式将原路由器进行替换。该方案不仅满足换流站站内通信和站间通信的要求,而且站控层网络结构清晰,交换机和路由器的CPU负载率较低,降低了通信故障风险,有利于该特高压直流工程的稳定运行。

基于调控一体化的智能远动机对站控层设备监测方案的设计与探讨

智能远动机应当增加具备感知站控层网络异常的功能,包括站控层网络链路丢失数据包、错误数据包、数据重传以及链路延时等。冗余配置的远动机能够实现远动双机相互监测。正常运行状态中,远动机或监控后台机能够监测感知故障远动机的状态信息,包括装置的核心规约进程无心跳报文、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)使用率过高预警、磁盘剩余空间不足以及关键进程退出等,同时将信息上送至监控后台,调度主站形成光字牌并触发预警提示。基于存在的问题,设计了基于调控一体化的智能远动机对站控层设备监测的方案。

基于站控层GOOSE的站域控制实现方案

提出并实现了基于站控层通用面向对象变电站事件(GOOSE)的站域控制系统。该系统由间隔层装置、监控子系统和站域控制子系统3部分构成,实现了智能变电站内的备用电源自动投入(简称备自投)、过负荷联切、过负荷闭锁等站域控制功能,并利用已有的双冗余站控层网络传输GOOSE报文,有效提高了站域控制动作的实时性,可替代现已使用的各种备自投、过负荷联切等装置和系统,已在多个智能变电站中得到应用。

智能变电站基于站控层GOOSE输入输出的备自投装置研制

分析了目前备自投装置开关量输入输出的两种方式,在此基础上,综合考虑实时性和成本效益,提出了一种基于站控层GOOSE方式实现开关量输入输出方案,将站控层MMS与GOOSE双网合一,以站控层GOOSE方式采集变电站全站实时开关量信息、开出跳合闸命令,实现备自投功能。结合工程实践介绍了分段备自投的实现过程,并详述了备自投装置实现站控层GOOSE收发的关键技术,给出了备自投装置动作性能指标。保证备自投实时性的同时简化了变电站备自投装置的网络架构,有效降低了变电站的建设成本。研制的备自投装置目前在多个智能变电站运行效果良好。

基于IEC61850标准的变电站站控层双网通信的实现

结合变电站应用实践,针对IEC 61850变电站基于双星形网络架构的站控层网络,详细介绍了几种双网通信方案的技术细节,比较与分析了各种方案的利弊,给出了各种方案的适用条件,并提出了一种兼顾可靠性与运行性能、切实可行的站控层双网通信方案。

站控层采用IEC 61850通信的“木桶效应”分析

本文针对目前IEC 61850协议在变电站站控层通信实施中遇到的通信异常现象,通过构建IEC 61850通信的最小化模型,详细分析变电站站控层通信采用IEC 61850规约产生的"木桶效应",结合数字化变电站上云变现场原始资料,进一步分析现场站控层的通信报文和网络流量以及装置网卡状态等,并在此基础上提出通信优化处理方案。上云变现场站控层实施该方案后,站控层的报文流量达到更合理的范围,整个站控层通信架构中的各个单元模块能配合更高效,且现场站控层通信长期稳定运行,从而验证方案的正确性和有效性。

关于改进天津白庙变电站站控层网络结构的研究

变电站自动化是一项提高变电站安全、稳定和可靠运行水平,降低运行维护成本,提高经济效益,向用户提供高质量电能的一项技术措施。站控层网络结构是变电站综合自动化的关键。本文分析了天津白庙变电站自动化系统中站控层网络结构存在的问题,同时从该站的实际情况出发给出了四种改进方案,并对这四种方案的优缺点进行了详细的分析比较。最后,经过讨论得出了适合该变电站的最佳改进方案。

数字化变电站站控层系统关键技术研究

分析了数字化变电站站控层系统的几个关键技术,如抽象通信服务接口、变电站自动化系统的抽象建模、变电站配置语言和支持对象的实时数据库,并研究了具体实现方法,这些关键技术必将促进数字化变电站站控层系统的长足发展。

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。

智能变电站站控层测试技术研究与应用

根据智能变电站一体化监控系统功能及应用情况,设计了智能变电站站控层测试系统架构,对测试系统架构各功能模块及信息交互过程进行了分析。然后对智能变电站站控层测试技术进行了深入研究,分别围绕站控层数据交互测试技术、监控主机测试技术及远动功能测试技术进行研究,创新性地提出了测试策略可配置、通信报文可订制、交互行为可控的站控层数据交互测试方法,监控主机信息闭环测试方法,基于取代服务的电力远动装置测试方法。为了验证提出的测试技术方案可行性,通过软件技术实现了具有上述技术特征的测试系统,含保护测控信息仿真系统及调控主站仿真系统。最后经工程应用实践,智能变电站站控层测试技术提高了测试效率,并保证了测试结果的可靠性。

智能电子设备站控层通信报文调试系统的研发

文章提出了一套新型的智能电子设备通信报文调试方案:在不影响变电站站控层网络控制系统主站与运行间隔智能电子设备之间正常通信的前提下,基于IEC60870-103规约和IEC61850标准开发了一套通信报文调试系统,该系统能够完全模拟智能电子设备在开入量状态变位、自检异常以及跳闸动作情况下与站控层控制系统之间的无缝链接,使得高效并且准确地进行智能电子设备通信报文传输的调试工作得以实现。现场应用结果表明了该方案的正确性、可行性和安全性。

智能变电站站控层设备监测系统设计及应用

针对变电站无人值守环境下智能变电站站控层设备缺乏全面有效监测手段的问题,设计了一套站控层设备监测系统。系统对站控层设备硬件、软件和核心业务进程进行实时状态监测,提出了一种周期动态变化轮询策略,使用图形可视化方式展示监测数据。对监测数据进行故障分析和智能告警,通过告警直传上送调度主站,实现远方和本地对站控层设备健康状态的全面掌握和故障预判。最后给出了该系统在工程实施中的部署方式和应用效果。

变电站国产化站控层服务协议设计

我国智能变电站站控层通信协议严重依赖第三方协议栈,自主可控能力差,在目前国际紧张的形势下,对电网的安全尤为不利。为应对这一情况,设计了一种基于IEC 61850站控层服务协议的实现方法。在通信服务映射实现上,协议直接将抽象通信服务接口映射至TCP/IP协议栈,以提升服务的性能。协议基于IEC 61850-7-2标准化抽象通信服务接口语法定义,同时扩展了关联、远程调用等服务接口,保证了客户端和服务端双方通信安全,弥补了服务端对主站的支撑服务。在编码上,采用ASN.1压缩编码规则的方式,以增强编解码和数据传输的效率。根据以上设计,开发了站控层服务协议软件包,并与MMS协议进行了对比测试。测试表明,站控层服务协议传输的报文长度较制造报文规范协议减少了约20%,请求响应过程时间减少了50%以上,有效提升了通信的性能和效率。

智能变电站站控层在线监测技术的应用研究

为提高智能变电站运行自动化水平和事故处理能力,通过分析其站控层架构及通信模型,提出了一种基于对称多核网络处理器的站控层在线监测技术,给出在线监测硬件组成及其软件系统架构,为充分利用多核处理器性能,采用了改进的权重轮询调度(Weighted Round-Robin Scheduling,WRR)算法调度处理报文队列。经过实践证实,该技术在故障追溯、辅助决策、信息展示方面展现出较宽的应用前景,也为制定网络故障反应机制、提高智能变电站故障处理能力、提升电网运行可靠度提供了新思路。

面向服务端的变电站自主可控站控层服务协议一致性测试技术

变电站二次系统通信报文规范(CMS)协议定义了将IEC 61850标准中抽象通信服务接口直接映射到传输控制协议/网际协议(TCP/IP)进行数据交换的方法,实现了对制造报文规范(MMS)的替代。为了实现变电站二次系统CMS协议的推广应用,需要开展一致性测试。在深入理解二次系统CMS协议编码规则的基础上,分析了其与MMS的区别,面向扩展服务设计了测试用例,提出了基于协议插件的二次系统CMS协议一致性测试方法。基于所提一致性测试方法,开发了一致性测试工具,并将其应用于自主可控变电站二次设备出厂验收,提升了一致性测试效率,保证了一致性测试的准确性与可靠性。

智能变电站在站控层顺控操作的应用探究

文章以兴国寺智能变电站为例,通过对其220 kV智能变电站在站控层顺序控制操作的工作实践,总结了站控层操作票系统的技术要求,和顺控操作在应用中存在的问题,以便为当前供电企业智能变电站在站控层顺控操作的实际应用,提供理论参考。

变电站一键顺控站控层改造标准化工作流程研究

传统的变电站倒闸操作必须要经过唱票、复诵、操作、状态核对等人工步骤,往往耗时较长。一键顺控的实现完成了倒闸操作由人工逐项操作向计算机远程自动操作的转变,能全面提升操作效率,降低操作风险,提高应急处置能力。文章针对变电站一键顺控的意义进行了介绍,对站控层改造标准化工作流程进行了研究,给出了一键顺控一次设备停送电配合工作的注意事项,对变电站一键顺控改造有指导意义。

智能变电站站控层测试技术的研究与应用

在智能变电站的应用中,站控层是一个相当重要的部分,可以实现和各级调控中心的数据信息的实时交互,从而保证电网运行的稳定与安全。基于此,本文对智能变电站站控层中的测试技术的应用进行研究。

基于站控层仿真的变电站功能验证技术分析

在智能变电站中包括后台监控系统、数据通信网关机、保护及测控装置等,各类设备之间一般通过网络通信的方式进行数据交互。为了保证智能变电站中二次设备的安全可靠运行,可以采用软插件和人工智能技术,通过站控层仿真对二次设备的各项功能进行验证,本文详细分析了基于站控层仿真的变电站功能验证及异常判定技术。