智能变电站IEC61588时间同步系统与安全评估

通过介绍智能变电站对时间同步需求和网络时间协议的技术特点、工作原理和组网方式,分析了目前网络时间同步系统在智能变电站应用中的优势与不足。对于IEC 61588网络时间同步系统在系统管理、产品设计和网络结构上存在的安全隐患,提出了一种基于智能变电站网络流量仿真技术的安全测评方法,并利用该方法进行了测评实例分析,保证了IEC 61588时间同步系统智能变电站的安全可靠运行。

基于IEC61588的智能配用电同步对时网关

提出一种新型的面向无线传感网络的分布式对时方法，研究了基于IEC61588精确网络时钟同步协议的传感网P2P、E2E对时技术，并研制出同时支持IEC61588主时钟装置和从时钟模块的智能对时设备。建立了无线传感网的PTP分布式对时链路的数学模型．通过PTP跨越定时链路抖动转移特性改进设备定时性能。提出在无线传感网底层采用快速时钟编解码方法减少由于高层应用对定时链的影响．并针对不同的时钟模式进行测试。测试结果表明．相比传统模式，采用快速编解码技术的时间偏差下降约50％，平均定时偏差为0．02—0．03ms。

IEC 61588精确时钟同步协议综述

IEC61588 Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems(Ed.22008)已经被我国采标,目前进入中文标准报批阶段,中文名称为:用于网络化测量和控制系统的精确时钟同步协议。本文对该标准的主要内容进行介绍,并给出IEC61588版本2与版本1的不同。

基于IEC61850通讯的发电厂时间同步方案设计及应用

本文从樟洋B厂自动化系统中目前的对时应用情况和实际需要,为解决6kV保护装置与电厂集散控制系统的时间同步问题,对比分析了电厂自动化系统常用的三种同步对时方法,采用基于IEC61850通信的网络SNTP同步对时技术。为提高对时网络的可靠性,两台交换机分别设置扩展对时装置,以防止某段网络故障或对时装置故障时对另一段保护装置的影响。

基于IEC61850的对时装置建模

随着智能变电站的发展,变电站内对时装置信息迫切需要建立符合61850标准的数据模型以满足监视以及互联互通要求。在分析对时装置的通信接口及其数据要求的基础上,提出了扩展的对时装置自检信息逻辑节点TSSM,建立了对时装置的信息模型,并研究了其在IEC61850MMS上的通信映射。符合IEC61850标准的对时装置已在现场得到了应用。

智能变电站过程层时间同步方式研究

智能变电站过程层设备时间同步系统实现方案主要有IRIG-B码对时和IEC61588对时2种,对于采用何种对时方式目前存在较大争议。对国家电网公司、南方电网有限责任公司已投运智能变电站、数字变电站时间同步系统进行了研究,重点分析了IRIG-B码对时和IEC61588对时2种方式的性能指标、可靠性以及经济性,研究了IEC61588对时在智能变电站应用的可行性,通过对比分析确定智能变电站过程层时间同步方式的实施方案。

基于管理机制的IEC61588协议一致性测试研究

目前,IEC61588时钟设备因为协议层的设计不规范、不统一,导致了诸多互联互通问题的诞生,凸显了IEC61588协议一致性测试的必要性。但是,因为数据集和端口状态不透明等问题,IEC61588协议一致性测试的开展存在一些困难。本文分析IEC61588时钟设备协议一致性测试的难点,通过引入IEC61588管理机制,提出基于IEC61588管理机制的电力系统IEC61588时钟设备协议一致性测试方案。

ISO/IEC 30165:2021《物联网 实时物联网框架》正式发布

7月6日,ISO发布公告,由我国提出的ISO/IEC 30165:2021《物联网实时物联网框架》国际标准正式发布。标准规定了实时物联网系统的概念模型和不同视角视图及其时间约束特性,包括时间视图、计算视图、通信视图、控制视图,给出了影响实时物联网系统硬实时和软实时的时间约束特性,适用于实时物联网系统的设计、开发和管理。该标准是物联网国际标准基础共性标准的重要组成部分,对指导实时物联网系统的设计、开发和维护具有重大意义.

配电网分布式控制实时数据的GOOSE over UDP传输方式

分布式控制是智能配电网实现广域保护、控制应用的重要方式,报文的实时性是影响分布式控制性能的关键因素。文中在分析配电网分布式控制应用对通信的要求基础上,对现有的快速报文传输方式进行了比较,提出了基于用户数据报协议(UDP),用通用面向对象变电站事件(GOOSE)机制传输实时报文(GOOSE over UDP)的方案,可实现快速报文在广域网传输。通过试验平台对该方案的传输性能进行了测试,测得配电终端之间传输延时最大不超过10 ms,满足配电网分布式控制应用的需求。

智能变电站过程层交换机延时测量方案设计

智能变电站过程层网络SMV报文组网的传输方式已成为一种趋势。SMV报文组网的传输方式具有信息共享便捷的优势,但是SMV报文在网络交换设备交换机中传输的延时具有不确定性,这样就需要可靠的时钟源来进行同步,而且合并单元需要具备一定的守时能力。为了使SMV报文组网的传输方式不依赖外部时钟源,尝试对交换机进行改进,给出了一种基于FPGA的过程层SMV报文传输延时可测的交换机架构,提出了一种利用IEC 61850-9-2帧结构中Reserved字段测量并记录传输延时的方案。经过验证,该架构和方案可以准确地测量SMV报文在网络中传输的延时。

智能变电站中的对时技术研究

目前智能变电站主要采用SNTP、IRIG-B、IEC61588等对时技术。由于智能变电站对站控层、间隔层和过程层的对时可靠性及精度要求存在差异,导致变电站内存在多种对时技术。本文针对各种对时技术的特点及组网方式等进行比较,选择符合智能变电站不同应用场合的对时技术。并着重比较了IRIG-B码对时技术与IEC61588精准网络对时技术的特点及在过程层应用的优缺点,分析未来智能变电站过程层对时技术的发展趋势。

数字化变电站过程层通信网络实时性仿真分析

阐述了基于IEC 61850的数字化变电站的三层结构和关键功能技术。对数字化变电站过程层数据信息进行了分析,并对基于IEC 61850-9-2的SV报文及GOOSE报文进行流量大小分析,结合某数字化变电站工程采用OPNET仿真软件对变电站过程层IED设备的端到端延时进行了仿真,并以间隔为单位采用VLAN技术进行了对比分析。结果表明,交换式以太网完全能满足过程层的网络通信,而且采用VLAN技术可以提高网络通信的实时性。

IEC61850-9-2数据收发测试的探索

WinPcap网络开发包是一个免费的、基于Windows平台的、直接在链路层捕获和发送网络数据包的工具,文中设计了基于WinPcap的IEC 61850-9-2仿真测试软件。介绍了WinPcap软件包、IEC 61850-9-2的报文格式以及在数字化变电站中使用和自动化测试实际情况。通过MAC嗅探模块、CID文件读取模块、SNTP对时模块、IEC61850-9-2报文发送和接受模块的设计,该仿真测试软件在计算机WINDOWS环境下网卡介质上能够直接发送符合数字化变电站装置要求的IEC 61850-9-2报文与数字化变电站设备进行联调,并且能够接受IEC 61850-9-2报文进行自动化分析。提出了在发送过程中pcap_sendqueue_transmit函数和在接受过程中微秒定时器的重要作用。

智能变电站时钟同步系统技术应用研究

介绍了目前智能变电站主要采用的脉冲对时、串口对时、SNTP、IRIG-B及IEC61588等对时技术。由于变电站结构配置不同,通常采用多种对时技术方式,分析了基于IEC61588的智能变电站时钟同步方案。针对智能变电站网络化对时系统技术特点及组网模式等进行分析,比较了传统变电站与智能变电站同步对时系统的优缺点。

智能变电站全站统一式通信网络研究

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本特征。优良的网络性能对实现智能变电站的高级功能十分重要。文章针对全站统一式的网络报文传输延时进行了分析,并进一步研究了VLAN划分方法和原则,通过VLAN和优先级标记来降低网络负载和信息数字化数据传输延时。最后在OPNET环境下,验证了在故障的极端情况下,VLAN方案划分的合理性和在降低网络时延方面的有效性。

智能变电站建设中的技术分析与探讨

分析了目前技术条件下智能变电站建设的技术情况,介绍并总结了现阶段智能变电站建设中存在的问题,提出了智能变电站今后的研究和发展建议。

IEC60870-5-104协议的实时性能分析

针对IEC104协议的实时性,分析报文传输的流程延时及对以太网端对端延时的情况。通过OPNET网络仿真软件对不同参数和背景流量下的时延进行分析,提出相应的解决方法。

网络传输性能对数字电能计量的影响研究

以数字化变电站过程层网络为例,研究在IEC61850协议下数字化变电站通信网络,进而分析网络传输对计量性能的影响。模拟计量设备进行网络建模,并根据现实环境,增加EPT、ECT、MU及电能表等IED数量,比较增加IED设备数量前后的网络负载情况和SV报文的网络时延,以及网络时延对电能计量的影响。通过OPNET仿真分析了通信设备的负载增加,可造成电能计量时域不同步问题,从而导致电能表的示值误差,甚至产生计量误差,为分析网络传输性能对数字电能计量提供了依据。

智能变电站通信网络架构研究

目前智能变电站根据安全及业务不同划分了几个不同的区域网络,由于智能变电站对业务的融合实现一体化监控系统的发展需求,为了满足对各区业务进行统一管理需要,需要对不同区域的功能进行融合。在智能变电站过程层组网结构分析的基础上,对过程层报文进行了分析,提出了过程层网络融合技术方案。

智能变电站网络可靠性研究

介绍智能变电站技术特征,对智能站网络交换机流量、冗余度以及实际工程应用进行分析,证明智能变电站比常规变电站的网络可靠性要求更高。