ICD模型自适应辨识与一致性验证技术研究

为了在传统变电站改造为智能变电站的过程中,灵活接入集群测控系统的智能电子装置配置描述(IED configuration description,ICD)模型信息,对虚测控模块功能进行面向间隔的重构。研究ICD模型自动辨识技术,通过对模型的解析、数据仿真、自描述信息处理,建立过程层和站控层虚端子之间的映射关系,设计ICD模型辨识系统。通过仿真合并单元和智能终端的自动触发、数据和报文的比对,研制由ICD模型辨识主机、仿真合并单元、仿真智能终端、被辨识测控装置组成的ICD模型闭环一致性验证系统;结合差异表和人工变位的方法,实现装置状态量、模拟量、控制量等信息的自适应辨识,并开发对应软件。以某500kV变电站相关信息为例对所提系统进行应用检验,结果表明该系统辨识与验证成功率达到98%以上,能有效地降低人工辨识与验证的工作量。

公共信息模型和IEC 61850模型协调方案评析

公共信息模型(CIM)和IEC 61850模型的不一致,是智能电网发展必须解决的基本问题之一。在综合分析这2种模型关键差异的基础上,对目前主要的有关研究机构给出的解决方案及所取得的主要成果进行了综述,分析了各种不同解决方案之间的内在关系。认为公共语义模型是当前需要解决的核心问题,模型映射是工程上比较适合的应用方案,并给出了进一步的研究建议。

IEC61850建模工具的设计与实现

IEC 61850进入工程化应用阶段后,编辑智能电子设备性能描述(ICD)等模型相关文件的工作量会很大。提出了IEC 61850建模工具的概念,其功能定位为自动生成ICD文件等IEC 61850模型相关文件,给出了一种建模工具的实现方法,即利用数据库存储IEC 61850模型描述等信息,只要花费较少的时间把相关信息录入数据库,根据应用需要,选择性地提取数据库信息就能够自动生成各种模型相关文件,并对如何快速开发建模工具给出了一些具有参考价值的建议。建模工具实际的应用效果表明,花费较少成本开发的建模工具,可以显著提高ICD等模型相关文件的正确性,同时大幅度减少编辑时间。

IEC61850标准下合并单元的信息模型与映射实现

合并单元是随着电子式电流、电压互感器的产生而出现的,在一定程度上实现了过程层数据的数字化和共享化。文章首先介绍了IEC61850标准的基本特点和实现的一般方法。在研究IEC61850信息模型内涵的基础上,从分析合并单元的功能入手,研究了合并单元信息模型的属性和抽象通信服务接口,阐述了合并单元信息模型的构建方法。然后讨论、分析了合并单元抽象功能服务的通信映射方法和帧格式。最后简单介绍了用于装置自我描述的SCL(Substation Configuration description Language)配置文件的基本格式。

SCD模型到CIM/E模型的转换方法

智能变电站中变电站配置描述(SCD)模型与电网通用模型描述规范CIM/E共享是智能电网发展的重要支撑。对比分析了SCD模型与CIM/E模型的主要差异,研究了SCD模型到CIM/E模型的映射关系,提出了遵循映射关系的模型转换方案,并在工程中得到应用验证,取得了良好的效果。该方案能够实现模型共享,完全兼容现有系统,具有良好的应用价值。

智能变电站配置描述模型多维度信息断面解耦技术

分析了目前智能变电站中变电站配置描述(SCD)文件应用中存在的主要问题,为实现SCD配置文件的简化应用和优化管控,提出SCD模型多维度信息断面解耦思路,探讨物理解耦和逻辑解耦两种方式,分别阐述了面向通信访问点、间隔和业务的3种SCD解耦方案;重点分析通过系统配置描述(SSD)模型实现智能电子设备(IED)按间隔自动分组方法和跨间隔配置管控方法,实现SCD文件解耦形成多个间隔配置视图或间隔配置文件(BCD)。通过合理设计模型数据的业务识别规则来实现SCD文件按自动化、保护、电能量等不同业务解耦和分业务视图管理。文中还分别详细探讨了上述3种SCD模型解耦方案的实现和应用方式,用于指导厂家系统配置工具中模型解耦功能的开发和工程实施。

IEC TC 57 CIM和IEC 61850 SCL模型整合及UCIM构建

基于IECTC57公共信息模型(CIM)与IEC61850变电站配置描述语言(SCL)信息模型整合,构建涵盖从变电站过程级、间隔级和站级应用到控制中心应用的电力系统统一公共信息模型(UCIM)。研究SCL模型和CIM到UCIM的映射处理规则,以及在UCIM和映射规则的基础上构建电力系统模型及应用系统的方式,为实现电网一、二次设备的统一和关联性建模奠定了基础,可用于整合现有各种电力系统应用,开发位置透明的新一代电力系统应用。

扩充CDL支持基于构件的系统组装与演化

基于构件的软件开发方法适应了软件构造性和演化性的特征 ,也对软件配置管理提出了新要求 .在基于构件的软件配置管理模型基础上 ,提出了在构件描述语言 CDL上扩充系统演化信息的方法 ,使构件组装系统与配置管理系统形成有机的整体 ,为基于构件的软件开发方法提供了良好的技术支持 .不仅可以有效地支持基于构件的系统构造定义 。

客户驱动的广义产品配置模型研究

针对具有模块化特性的大批量定制生产的产品配置问题,提出了一种以客户驱动为基础的扩展虚拟模块的广义产品配置模型。建立了与知识库绑定而与实例分离的多级分层的产品结构模型,通过客户需求分析建立驱动参数映射模型,结合虚拟模块特性建立广义的客户驱动参数描述格式和模块特性参数开放式柔性编码规则,建立定量数学描述且适于计算机实施的配置模型,从而把产品配置问题转变为模块的定量组合优化问题。此模型已在汽车产品的客户定制系统中试运行。

通过CIM/E语言实现变电站端与调度端模型协调共享

在描述变电站模型时,变电站端遵循IEC61850模型,调度端遵循CIM模型,这种不一致限制了自动化、智能化程度的提高。从面向工程应用的角度提出了一种解决方案。该方案利用目前调度端已经开展的CIM/E研究和应用,给出调度端所需要的变电站模型信息的CIM/E方式定义;在变电站端实现变电站配置描述(SCD)文件自动转化为等效的CIM/E文件功能,该CIM/E文件完全符合调度端需求,可以供调度端直接使用,从而实现模型信息的"源端维护";充分利用调度端和变电站之间的数据采集网,对两端的自动化系统和相互通信过程进行合理设计,进一步实现模型的"主动召唤"和"自动更新"。

一种改进的SCL系统配置工具

变电站配置描述语言(SCL)已经成为不同制造厂商的配置工具间相互交换信息的标准。通过对SCL对象模型及其变电站拓扑图形显示、SCL与公共信息模型(CIM)语义信息模型的协调等问题的研究,对SCL系统配置器的原有功能进行扩充,设计了一个改进的SCL系统配置工具,具备SCL文档的导入/导出、图形化的编辑、SCL对象模型、可缩放矢量图形(SVG)和CIM/可扩展置标语言(XML)文件的生成等功能。针对110kV变电站的某线路间隔及智能电子设备(IED),给出了一个SCL文档的实例,可以看出采用SCL配置工具可方便地实现对变电站及其IED的配置和管理。

变电站状态监测通信网关中Modbus与IEC61850的映射方法

针对目前变电站已经部署了大量常规状态监测装置的实际现状,指出采用状态监测通信网关是解决常规状态监测装置接入智能变电站状态监测系统的有效方法。通过对Modbus与IEC61850模型的分析,提出Modbus与IEC 61850的模型映射方法,包括IEC 61850对象引用与Modbus地址的映射、公共数据类型与Modbus参数类型的映射、抽象通信服务与Modbus协议数据单元的映射。文中给出了通过对现有系统配置描述语言模式文件进行扩充的模型映射实现方案,可以避免配置工具间交换配置信息造成歧义性,并为电力电容器状态监测建立了一个模型实例,以验证上述方法的正确性和可行性。

变电站状态监测IED的IEC 61850信息建模与实现

基于IEC 61850信息模型的状态监测智能电子设备(IED)是变电站中智能一次设备的核心组成部分。分析了变电站状态监测系统的功能需求,依据最新IEC 61850第2版,采用电气设备、状态监测、传感器逻辑节点,建立了变电站状态监测IED的功能与设备模型。提出了状态监测IED之间的通信方法,将非缓存报告控制块、缓存报告控制块、文件模型及其服务映射为制造报文规范作为实时通信协议,分别用于测量信息、告警信息及电力系统瞬时数据交换标准格式波形文件的传输。采用Visual C++、系统配置描述语言和Xerces开发了一个状态监测IED的模拟系统,对变压器状态监测主IED进行了建模及实时数据库的生成,并给出了实验测试结果。

智能变电站通信网络状态监测信息模型及配置描述

建立统一的通信网络状态监测信息模型,并对通信网络配置进行详细描述是实现通信网络状态监测的前提。利用功能分解/信息提取、映射管理信息库等方法,初步建立了智能变电站通信网络的状态监测信息模型。对变电站配置描述语言(SCL)进行了扩展,提出了通信网络拓扑以及交换机等网络设备的描述方法,并针对某220kV变电站,给出了描述其过程层通信网络的SCL文档实例。

一种构件化动态软件系统组态模型

在讨论软件构件技术复用现状的基础上,借鉴工业控制领域的组态概念,提出了一种构件化动态软件系统组态模型。其基本思想是:在一定的软件体系结构基础上,用系统的宏观逻辑组态描述联结实现系统具体功能的软件构件,定制组装成完整的应用系统。构件化大大提高软件开发的速度和效率,逻辑和实现的分离明显改善软件系统的灵活性和逻辑可扩充性,系统逻辑组态描述能始终保持软件系统应用和需求的一致性。

智能变电站中SCD管控系统的研究

目前,含智能化变电站完整模型的配置描述文件及其它相关配置文件的标准化管控方案仍未见报道。实施智能站配置文件的全流程管控系统,建立基于标准描述语言的模型标准库,可以实现对智能化变电站配置精细化、标准化管理。不断完善模型检测能力,从而给智能变电站的二次设备间互联、互换、互操作提供保障。并且,给智能变电站的验收及运行维护提供基础,给基于信息模型的一些智能分析及应用提供支持。现从智能变电站中SCD文件的重要性出发,对智能变电站SCD管控系统进行研究,包括SCD管控的重要性、SCD管控的技术和管理现状。进而建立智能变电站中二次设备和虚拟二次回路的简化模型和CRC校验实现方法和管控方案。最后,在变电站SCD管控系统的总体方案设计中,引入改进的基于位置的文本文件对比算法,用于比较SCD文件,有利于现场工作人员快速高效地获取信息,从而实现管控的目的。

基于IEC61850变电站自动化系统的系统组态研究

基于模型的系统组态对于完成由多个厂商智能电子设备(IED)组成的IEC61850变电站自动化系统来说是至关重要的。通过分析IEC61850系统组态过程和配置描述语言SCL文件结构,并结合一个多厂商装置互联的变电所自动化系统的系统组态过程中遇到的问题,提出IEC61850系统组态分三个阶段走的设想。笔者认为经过IEC61850工程实施组织和各家厂商的共同努力后,IEC61850工程系统组态完全可以按第二阶段方案实现。

基于IEC 61850的避雷器监测IED的数据通信研究

IEC 61850标准是当前变电站自动化系统通信的研究热点。研究了IEC 61850信息建模技术和避雷器监测IED建模步骤,分析了其所必要的通信服务。在研究IEC 61850信息模型内涵的基础上,并针对避雷器在线监测的特点,研究扩展和使用了IEC 61850标准中的逻辑节点和数据,对实际避雷器监测IED进行了建模,探究了IEC 61850标准的抽象通信服务接口、特定通信服务映射等通信关键技术。简单介绍了用于装置自我描述的变电站配置语言(SCL),通过SCL对监测模型进行了描述,实现了其工程化的配置。

通用自动测试系统资源的标准化描述方法

通用自动测试系统资源的标准化描述,采用INI文件格式建立系统资源模型。系统设备模型先描述系统仪器静态资源,再定义仪器在测试系统中的能力及信号端口与开关资源的连接关系。开关资源的配置模型主要描述测试系统开关资源的输入、输出关系。适配器信号转接及调理关系描述包括开关资源输出端口到UUT信号节点的对应关系及适配器对信号的变换调理关系。

基于UCIM的数字化变电站及控制中心模型协同设计

构建基于融合了变电站配置描述语言(SCL)与公共信息模型(CIM)的统一公共信息模型(UCIM)的软件系统,协同管理数字化变电站与控制中心模型,利用数字化变电站模型自动构建控制中心电网模型,通过抽象通信服务接口访问数字化变电站实时数据,实现数字化变电站与控制中心之间静态模型及实时数据的无缝集成。