基于一次一密的5G馈线终端通信安全防护方法

针对5G通信环境中,馈线自动化(FA)终端之间对等通信容易受到非法干扰和窃听的问题,提出一种基于一次一密的馈线终端(FTU)通信安全防护方法,旨在提升FTU在5G环境下通信的安全性。首先,在FTU内集成加解密安全芯片,并通过预充注在加解密安全芯片内的密钥向安全服务移动引擎进行双向身份认证,安全服务平台向身份认证成功的FTU分发一定数量的根密钥;其次,加解密安全芯片采用基于改进Shamir的密钥扩散算法,将根密钥动态扩散生成新的会话密钥;最后,需要进行对等通信的FTU双方获得新的会话密钥,并使用SM4加密算法进行一次加密通信。试验结果表明,FTU每次加密通信都使用了不同的会话密钥和初始向量,使得加密结果不可预测。所提方法不仅提升了5G场景下FTU对等通信的安全性,并且相较于其他方法,所提方法在5G高速、大数据量的通信环境中具有较低的计算开销。

基于改进降噪自编码器的馈线终端失效率预测

配电网中馈线终端设备由于运行环境恶劣,往往面临意外失效问题。本文针对海量馈线终端装置的失效率预测问题,使用堆叠降噪自编码器实现基于馈线终端的各个关键元件的失效率预测;采用基于Dropout的模型正则化方法防止自编码器训练过程中出现过拟合现象,同时采用Adadelta算法对堆叠自编码器进行优化,在保证预测准确率的同时提高学习速率,实现馈线终端故障失效率的高效准确预测;最后基于馈线终端装置现场数据进行仿真验证。仿真结果验证了本文方法对失效率预测的准确性和泛化能力。

基于磁控驱动技术的电子式馈线终端设计

为了更好地适配深度融合磁控柱上的断路器,避免电流互感器出现开路的风险,减少控制回路在输配电线路故障时的分合闸时间,文章研究了利用磁控驱动方式对磁力运行机构进行分合闸控制,采用电子式采集方式采集和计量交流信号,实现对输电线路实时监控和故障快速隔离的一种智能馈线终端。通过试验测试,该电子式磁控馈线终端的信号采集精度、故障保护速度、抗干扰性能均得到了显著提升,此技术的应用加速了10kV一二次柱上断路器成套设备的融合,降低了对输配电线路设备的损害,为供电的可靠性提供了保障。

雷电对配网自动化馈线终端的影响分析

雷电严重威胁到配网自动化馈线终端的稳定、可靠运行,导致配网自动化开关误动、拒动或“三遥”失效频繁发生。详述感应雷过电压产生机理,分析配网自动化馈线终端在感应雷过电压下的损坏形式和失效机理,结合一次设备防雷措施,在配网自动化馈线终端原有的感应雷过电压防护电路前端多增一级防护电路,降低感应雷过电压的影响,有效保护配网自动化馈线终端,对提升配网自动化开关的运行可靠性有重大参考价值。

配电网故障可观测的实现及馈线终端单元配置方法

定义了配电网的树形结构,确定了树形结构的存储方法及实现故障可观测的流程。建立了馈线终端单元(feeder terminal unit,FTU)优化配置模型,明确了FTU配置数目、布点位置对故障可观测的影响,并通过遗传算法求解FTU优化配置方案。配电网故障可观测及合理配置FTU可降低故障定位及隔离给用户带来的停电风险,IEEE 33节点仿真算例验证了文中模型及方法的有效性。

配电自动化馈线终端的信息采集与通信规约

结合工程情况 ,分析和讨论了配电自动化远方馈线终端 ( FTU)应采集的信息量 ,并针对 FTU采集信息量的特点和自动化的基本要求 ,对国际标准规约 IEC60 870 - 5- 1 0 1 (中国电力行业标准——基本远动任务配套标准 ( DL /T634-1 997) )在配电网自动化应用中的一些问题进行了探讨。

一种改进的馈线终端设计

结合现代配电网对馈线自动化的新要求,分析了以TMS320LF2407为主控芯片设计的馈线终端(FTU)的局限性,提出了改进的馈线终端设计方案。以TMS320F28335为核心处理器,提升了总体性能;新增GPRS无线网络通信功能,实现多种通信方式并存;采用改进的故障定位算法,实现故障快速定位;给出了故障录波的具体实现方式,为故障分析提供可靠依据。算例测试结果表明,当故障发生时,终端能准确地实现故障定位,便于快速完成供电恢复,满足现代配网自动化要求。

基于ARM Cortex-M4内核和CAN总线的智能馈线终端

针对配网馈线终端自主处理线路故障的要求,设计了基于STM32F407嵌入式处理器和CAN总线的智能馈线终端单元(FTU),该FTU采用分布式控制结构,具体包括测控、通信、保护、交流和显示模块,主从CPU协同合作,各模块间通过CAN总线连接实现数据通信。软件平台上搭建μC/OS-Ⅲ实时操作系统,采用傅里叶级数交流采样算法,可完成遥测、遥信、遥控、光纤通信、故障检测等功能,对进一步提高馈线终端设备集成化、智能化和综合化水平有重要作用。

基于配电网系统保护的馈线终端

采用保护方式实现配电自动化具有快速故障隔离的优点。基于配电网系统保护原理,研制了一种新型馈线终端单元(FTU)。该终端采用光纤通信,在光调制解调器(Modem)中通过编码将通信功能和电平(即故障标志)传输功能分开,故障标志传输不需要专用的通道。光Modem之间的帧传送是自主的,相邻Modem间能够快速地传送电平信号,实现了点对点的故障信息交换。 FTU中的保护功能和监控与数据采集(SCADA)功能形成独立的功能模块。所提出的FTU方案通过了动模实验和2年多的实际运行。

基于馈线终端单元的馈线故障定位矩阵算法研究

为提高馈线自动化故障定位的准确性和时效性,总结了目前馈线自动化故障定位的几种应用模式;并分析了常用的故障定位矩阵算法的基本思想。在此基础上,依靠FTU(馈线终端单元)智能设备,提出了一种新的馈线故障定位矩阵算法;该算法采用有向边邻接矩阵来描述网络结构信息,通过多个矩阵的运算处理,可实现单电源树状网络、多电源开环运行网络以及馈线末端的故障准确定位。为验证算法的正确性,以一个多电源并列运行的复杂网络为例,在vs2008环境下采用C++语言编写了该定位算法程序。程序测试结果表明,该算法设计的正确、合理,能够实现馈线区段故障的准确定位。

智能电网馈线终端一种高精度测频算法及应用

介绍了应用于智能电网速动保护的馈线终端高精度测频算法的具体设计。首先,灵活改进了传统的傅里叶算法,以角长度0.2π为基准,计算基波信号1/10的相角差,同时,提出了迭代运算方法与均值最小化误差算法,设置在硬件上很容易实现的较低的固定采样频率4kHz,不受同步采样限制。无论是含有大量谐波及电网白噪声干扰的稳态电力信号,还是暂态电力信号,在频率、幅值突变情况下,与目前多种测频算法进行仿真比较,仿真与实验的结果证明,该算法精度高,计算量不大,在跟踪时间和超调误差方面具有明显的优越性,完全适合于智能电网配电自动化测控装置的实际应用。

配电网络馈线终端装置的供电电源研究

分析了目前配电网络中馈线终端装置(feeder terminal unit,FTU)与被控主设备的3种普遍供电方式及其存在的缺陷,并且针对这些缺陷提出了基于超级电容器-蓄电池的混合电源方案和基于CT电源的供电方案,前者综合蓄电池放电时间长和超级电容器储能巨大的特点,在线路故障时由蓄电池提供FTU的工作电源而超级电容器提供被控主设备的操作电源,后者从CT采集能量,具有较高的性价比。

基于SmartPLC的馈线终端单元设计

为配合电网改造,研制了应用于10 kV电压等级,集检测和继电保护于一体的馈线终端单元(FTU),该设备采用双CPU的体系结构,由数字信号处理芯片TMS320F2812、嵌入式工业芯片组EP9302、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、双口RAM等先进硬件组成,提高了硬件平台的可复用性和可配置性;以软件模块化设计和灵活组态思想为指导,在核心处理器DSP中嵌入SmartPLC,把系统划分为四大功能块,各个功能块可以灵活配置,设置为不同的任务类型和优先级,充分利用系统资源,增强装置性能,更好地适应配电系统的灵活多样性。

基于无线网络技术的馈线终端设计

针对配电网馈线自动化系统的特点,结合无线网络技术,采用ARM7处理器LPC2138、射频芯片CC1101以及电能计量芯片ATT7022A,设计了一个无线配电网馈线终端(FTU),解决了传统馈线终端可靠性低、成本高和安装布线困难的问题。讨论了该终端的整体设计方案、各硬件模块的设计以及软件功能实现。所设计的终端实现了电量采集、处理、存储、无线通信、开关控制等功能。试验运行结果表明,该装置数据采集速度快、精度高,无线通信可靠稳定。

馈线终端装置工作电源及被控开关电源的探讨

介绍了目前配电网中馈线终端装置(feeder terminal unit,FTU)及被控开关的3种普遍供电方式,分析了其存在的缺陷,并且针对这些问题提出了2种电源方案,分别是电流互感器(current transformer,CT)电源方案和基于超级电容器-蓄电池的混合电源方案。CT电源方案是从CT采集能量,为FTU和被控开关提供电源,具有较高的性价比;基于超级电容器-蓄电池的混合电源方案综合利用蓄电池放电时间长和超级电容器储能巨大的特点,在线路故障时由蓄电池提供FTU工作电源,由超级电容器提供被控开关的操作电源。

负相序供电对馈线终端影响分析

受现场各类因素影响,时常发生配电线路安装或换相后,因未及时核相而导致馈线终端装置处于负序供电状态,影响了FTU装置的正常运行。首先分析了FTU双电源供电工作原理,然后研究了FTU的保护配置和逻辑。根据负序运行特点,得出负相序供电可能会损坏FTU电源和造成保护误动或拒动,然后提出FTU增加相序报警、相序自调整功能等解决方法。结合山东某地负序供电运行案例,验证了负相序运行对FTU的影响,所提方法可以有效地增加FTU运行可靠性和提高配网线路管理效率。

馈线终端设备智能电源的设计与实现

馈线终端设备(FTU)对输电线路的供电情况进行实时监测和通信任务,在输电线路发生故障时,要求FTU仍能正常工作显得十分重要。针对这一需求,设计了一个由取电模块、充电模块、超级电容器组和稳压模块等组成的电源系统。取电模块完成从输电线中获取电压,充电模块完成对超级电容器的快速充电,超级电容器组用来储能,实现输电线路断电时FTU的供电,稳压模块将超级电容器的输出电压维持在FTU所需的稳压值,系统的智能控制由主控制芯片LPC2138来实现。通过测试,该电源系统的输出电压参数、输电线路断电后系统持续供电时间和质量都满足了要求,解决了FTU的可靠供电问题。

馈线终端单元FTU的设计

CPU设计采用ARM9芯片,为FTU处理大量的信号提供强有力的硬件支持。软件设计采用了嵌入式实时操作系统,以实现对系统资源的合理利用,提高系统运行的实时性。文章详细介绍了该系统的硬件设计——S3C2410核心板、测量模块、开关量输入输出模块,论述了其软件设计的数据采样和谐波分析。

智能配电网馈线终端单元FTU设计方案

介绍了一种应用于配电网自动化系统中的柱上智能馈线终端单元——FTU。智能化 FTU 与上位机系统配合,根据开关电流越限信号,结合遗传算法快速进行故障区段定位和故障隔离,能提高供电的质量和可靠性。

基于DSP和uC/OS-Ⅱ的馈线终端装置设计方案

馈线终端装置(FTU)作为馈线自动化的基础控制单元,对实现馈线自动化乃至配电自动化起着十分重要的作用。通过分析FTU的基本特性,提出了基于数字信号处理芯片(TMS320LF2407A)和嵌入式实时操作系统(uC/OS-Ⅱ)的FTU软硬件设计方案。实践证明,这样的设计方案不仅提高了装置的可靠性和实时性,而且有利于系统的进一步改进与升级。