采用集群测控的智能变电站新型监控方案技术经济性分析

以间隔层集群测控装置为核心的智能变电站新型监控方案,可减少间隔层装置数量、实现测控装置的冗余热备用,为了将新型监控方案推广应用,亟须深入分析新型监控方案的技术经济性能。在分析间隔层集群测控技术和新型监控体系架构构成原理的基础上,从设备投资、调试工时和运维效率等3个维度对比分析新型监控方案与现有监控方案的经济性。根据典型变电站成本算例,发现新型监控方案可以大幅减少工程成本;利用成功流(Goal Oriented,GO)法对新型监控方案进行可靠性分析,发现新型监控系统采用间隔层集群测控装置的冗余配置,其遥测、遥信和遥控的成功概率也高于传统监控系统。采用集群测控装置的新型监控系统不仅完全满足智能变电站监控技术需求,而且具有明显的经济效益和更高的可靠性,并与现有监控系统在管理和运维模式上完全兼容,具有较高的推广应用价值。

智能变电站集群测控系统的研究及应用

为解决测控装置无后备、常规站智能化改造、二次设备预制舱空间有限等问题,通过测控装置的虚拟化、异常处理和后备机制以及ICD模型自适应等关键技术突破,完成了智能变电站集群测控系统的研制并开展了试点应用。智能变电站集群测控系统实现了测控装置功能后备,减少了常规站智能化改造停电时间,为智能变电站二次设备预制舱提出了合理的解决方案。

小型热真空试验设备网络化集群测控技术

随着航天器部组件试验任务的日益增多,在人员少的情况下,高效率地完成型号任务的需求十分迫切。文章介绍了小型热真空试验设备网络化集群测控的方法与技术,以某小型热真空试验设备群为例,针对其接口复杂、数据量大、地理位置分散且要求集中管理的特点,详细阐述了采用混合B/S模式与C/S模式的网络化测控技术来实现小型热真空试验设备群集群测控的功能。该技术已在小型热真空试验设备的集群控制中得到了成功的应用。

采用虚拟化技术的智能变电站间隔层集群测控装置研制

目前智能变电站测控装置按间隔配置,存在设备数量庞大和无备用装置等问题。文中研究了间隔层新型集群测控系统并开发集群测控装置。该系统打破了按间隔配置测控装置的限制,利用数台集群测控装置实现全站监控功能,各台集群测控装置之间通过测控功能的动态迁移实现相互备用。阐述了新型集群测控系统及装置的功能构成、软硬件架构和关键实现技术。型式试验和现场试用结果表明,所研制的集群测控系统及装置能够满足智能变电站监控需求,与现有智能变电站监控系统的运维、管理模式兼容并实现了测控装置的冗余备用和集中运维。

基于间隔功能动态部署的智慧变电站集群测控装置研制

智慧变电站集群测控装置采用通用的软硬件平台和过程总线技术,基于IEC 61850标准,集成智慧变电站多个间隔的测控功能。采用即插即用的思想,面向间隔设计,将实体测控装置虚拟化,间隔功能动态集成、灵活部署,适应智慧变电站的不同应用场景,满足改扩建便利性要求。通过配置“单间隔实体测控装置+集群测控装置”,集群测控装置中各虚拟测控单元与单间隔实体测控装置一一对应,实体测控装置故障后自动切换到集群测控装置中对应的虚拟测控单元,实现了智慧变电站测控功能的集中式后备。试验验证和工程应用表明,集群测控装置缩短了设备故障导致测控功能失效的时间,提升了智慧变电站自动化系统的可靠性。

智慧变电站集群测控功能冗余切换方案研究

智能变电站测控装置采用单套配置,存在单点故障导致测控功能失效的隐患,无法完全适应智能变电站无人值守的要求。针对“单间隔+集群测控”、“双套集群测控”两种配置模式分别提出了相应的测控功能冗余切换方案。通过配置集群测控装置,采用测控功能虚拟化、定值及软压板状态同步、模型及配置等价实现等关键技术,间隔虚拟测控单元使用跟实体测控装置相同的运行参数、虚端子联系表、联闭锁规则及ICD模型,实现了集群测控装置的功能等价、模型等价及配置等价,解决了智慧变电站测控装置故障时测控功能的冗余切换问题,提升了智慧变电站监控系统的可靠性。通过试验验证和工程应用,验证了方案的有效性和适应性。

资源动态重组集群测控设备的自动化运行研究

资源动态重组可以有效地利用设备资源,自动化运行可以节约人力物力,二者相结合的资源动态重组集群自动化运行测控设备在新的发展背景下应运而生。在综合比较了国内外航天测控自动化运行现状的基础上,详细对集群测控设备资源动态重组下的自动化过程进行归纳整理,特别是对异常处置在测控自动化发展过程中的重要作用进行论证,提出异常处置将成为集群测控设备资源动态重组自动化发展重点方向的论断。

一种提升母线功率平衡指标的集群测控系统设计

论文提出了一种集群测控系统,以高经济性地解决高压变电站母线测控装置无后备的难题。系统构建了全新的变电站测控系统架构,设计了实现数据同步采集、传输和上送的优化方案,并改进了数据遥测方法,消除了变电站测控装置冗余方案的空白。方案对参与功率平衡度的多间隔交流量数据进行同步采集、同步传输后,实现同步上送遥测值的功能,保证了各间隔遥测数据的同步性。为了从变电站源头辨识数据,将遥测算法改进为迭代计算,以保证上送队列能随时取到最新的遥测结果。最后,以某550 kV特高压变电站为例进行母线功率平衡仿真验证分析,结果表明该系统对改善母线功率不平衡效果明显。

一种基于智能变电站集群虚拟化技术的集群测控装置

智能变电站测控装置普遍采用单套独立配置的方案,装置异常时整个间隔的测控功能将完全缺失,存在较大的运行安全隐患。通过研究模块化技术、虚拟设备技术、多核处理器异构技术、虚端子映射技术,完成了集群测控装置研制。在实体测控故障时,集群测控装置中的虚拟测控单元可实现其功能的完全替代,彻底解决了单套测控无后备问题,提升了自动化系统的运行可靠性及稳定性。

实时测控集群数据分发方法研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,构建一种基于集群计算平台的高性能、高可靠性和大容量的实时测控系统。为保证集群系统各个节点之间实现控制信息、原始任务数据、中间数据处理结果、输出解算结果等信息和数据的实时、可靠传输,在分析系统体系结构和任务粒度划分的基础上,提出并设计了实时测控集群系统中信息数据包格式以及实时测控数据分发方法。

测控集群系统随机Petri网模型与可用性分析

研究并实现了一个应用于测控领域的高可用性实时集群系统,该系统充分采用冗余技术以消除系统中的单一故障点.首先阐述了系统的体系结构,然后在介绍随机Petri网基本概念的基础上,建立了系统的随机Petri网模型,并在此模型的基础上,分析了系统各部分的稳态可用度和系统的总稳态可用度.经理论计算表明,测控集群系统一年的平均故障停机时间约为3.44分钟,因此,系统具有较高的可用性,完全满足关键应用场所的高可用性要求.

实时高可用测控集群关键技术研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,构建了一种基于集群计算平台的实时、高可用测控系统,在此基础上提出了一主一备双工热备节点的分布式集群管理控制模式,即在系统运行过程中任务除在一个节点上进行处理外,另一节点同时运行该任务处理(但不输出处理结果),在此基础上设计了任务故障监测的心跳机制、任务故障迁移和恢复的分配方法。通过实验证明,该方法能在一个处理周期内发现任务故障,并实现故障任务的迁移和恢复,不仅减少了系统建设成本,而且缩短了故障任务迁移和恢复时间,提高了测控系统的实时性、可靠性。

实时高可靠测控集群故障与恢复技术研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样,对实时性和可靠性要求高等特点,构建一种基于集群计算平台的实时、高可用测控系统;采用分布式集群管理控制模式,克服集中式集群管理可能会出现系统瓶颈问题;构建1主1备热备节点,缩短任务迁移和故障切换时间,并设计集群故障和恢复方法,提高系统的实时性和可靠性。

实时高可用测控集群管理控制节点设计

为提高飞行器试验任务中的实时测控数据处理能力,满足高并发、大容量、强实时、高可靠的试验数据处理需求,基于实时操作系统建立了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。为实现实时测控集群系统的原型开发,通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,保证了实时测控集群系统的实时性和可用性,为系统软件原型开发奠定了技术基础。

靶场测控设备集群协同作战及指挥信息系统设计与实现

本文针对靶场测控设备集群在无综合保障依托的地域机动参加高密度测控任务的现状,设计并实现了一套在该条件下充分发挥设备集群协同作战优势的指挥信息系统。该系统基于.NET平台,设计四层层内动态加载架构,实现了基于多种类测量数据动态解析的设备间协同动态引导、多类型测控设备的综合信息处理及动态显示加载等功能,为测控集群快速构建轻量化指挥信息系统提供完整、高效的解决方案,系统完成后在多次测控集群实战中对可靠性、可扩展性等进行充分验证。

一种实时测控集群数据分发技术研究

针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,构建一种基于集群计算平台的高性能、高可靠性和大容量的实时测控系统。为保证集群系统各个节点之间实现控制信息、原始任务数据、中间数据处理结果、输出解算结果等信息和数据的实时、可靠传输,在分析系统体系结构和任务粒度划分的基础上,提出并设计了实时测控集群系统中信息数据包格式以及实时测控数据分发方法。

实时高可用测控集群管理控制节点设计

本文针对实时测控信息类型复杂、信息处理和控制方法多样、对实时性和可靠性要求高等特点,以实时操作系统为基础,设计了一个计算功能强大、实时性强、可靠性高的测控集群系统。通过研究负责节点管理和任务分配的集群管理控制节点的功能,分别对系统监控软件、负载均衡软件和人机交互软件的详细设计方法开展了研究,重点解决了节点信息收集、任务分配、负载均衡、双工冗余热备份、人机交互、节点控制等技术难题,可以有效确保实时高可用测控集群系统的实时性和可用性,为实现实时高可用测控集群系统的原型开发夯实了基础。

智能变电站集中式后备测控技术研究

为解决智能变电站测控装置无后备冗余的问题,通过测控虚拟化技术、冗余迁移技术、后备机制和模型等价原理等关键技术的突破,完成了智能变电站集群测控装置的研制,实现了智能变电站测控热后备,保证了常规测控故障时监控系统的正常运行。集群测控装置现场投运后,功能正常,运行情况良好。

变电站自动化监测控制系统的研究

为了解决变电站在运行过程中监测监控系统自动化程度低、数据通信滞后性大、顺控操作效率低的不足等问题,提出了一种新的变电站自动化监测控制系统。采用全新的监测监控体系架构,通过集群测控装置,实现将变电站内全部有间隔的测控功能集于一体。根据实际应用情况,新的变电站自动化监测控制系统能够将变电站的数据通信效率提升88.3%,将运行故障率降低87.5%。

一种超视距组网无人机载通信系统设计

针对超视距集群作业需求,提出将Ka频段高通量卫星技术与TD-LTE协议区域组网技术相结合,构建一种“1+N”架构的无人机载测控通信系统。通过方案介绍,阐述了卫星、组网、载荷等模块的设计思路、方案选型及实物设计结果,明确核心单元特点。详细论述了异构网络通信、平滑低延时传输、信源加密等关键技术,并完成链路余量计算、带宽时延测试及飞行试验。试验结果表明:系统任意终端间双向通信稳定可靠,方案设计合理可行。相比于卫星、组网单模通信方式,系统在长航距集群测控、任务协同、临场机动及应用资费等方面具有明显优势,为后续构建空天一体化多平台支撑通信系统,提供工程实践参考。