SCL文件的研究和IED配置器与实现

为了实现对智能电子设备IED的自我描述与配置管理,本文研究了智能电子设备(IED)的配置问题。文中首先研究了SCL的层次型对象模型和变电站配置描述语言SCL,然后详细分析了SCL文件的分层结构。在此基础上设计了IED配置器的框架结构,并依据SCL对象模型实现了符合IEC61850标准的IED配置器,对工程实践有一定的借鉴作用。

核电仪控工程IED管理的优化与创新

主要介绍核电工程仪控系统项目IED管理模式在实际工程应用中的现状,通过与仪控系统设计管理领域深度结合,进一步优化IED管理模式、拓展IED应用范围以及增强IED管理能力,建立一个高效的工程设计信息管理平台,助推设计管理高效管控,为仪控工程项目提供参考。

基于IEC61850的IED数据结构设计

IEC61850定义了抽象数据模型和服务模型,规定了到制造报文规范(MMS)等特定协议的映射方法。在智能电子设备(IED)具体实现过程中,数据结构的设计要兼顾IEC61850的抽象模型和MMS的具体实现。讨论了4种数据结构设计模式,全面对比了这4种数据结构模式对IEC61850服务模型的支持能力,指出综合—数据结构既符合现阶段的协议映射,又兼容未来的模型变化和协议映射的扩展。

采用IEC 61850的变电站间隔层IED软件设计方案

IEC 61850的特点是建立分层的体系结构、统一对象模型和抽象通信服务接口(ACSI)等,实现智能电子设备(IED)之间的互操作性,降低整个系统设计、集成、运行、维护等费用。以研究IEC 61850下间隔层IED的软件设计方案为目标,分析IED的功能模型,设计其软件内部模块的组成, 阐述了软件设计所涉及的统一建模语言(UML)设计、可扩展标记语言(XML)、通用的面向对象的变电站事件(GOOSE)、采样值传输(SAV)、通用变电站状态事件(GSSE)等报文的通信模式和多任务运行等关键技术的工作原理及设计方法,为遵循IEC 61850的变电站间隔层IED产品研发提供了一定的借鉴和参考。

基于线性Lagrange插值法的变电站IED采样值接口方法

随着电子式互感器技术的发展和IEC61850标准的推广,变电站间隔层智能设备的交流采样技术将由传统的对模拟信号A/D转换技术变革为以太网通信技术。为了不改变传统保护、测控装置算法,分析了采用线性Lagrange插值原理对合并单元输入的采样值进行数据抽取的方法,进行了误差分析,并分析了谐波信号对插值算法的影响。最后简要介绍了该方法在新型数字化变电站测控装置中的应用,经测试,精度满足要求。

兼容IEC 61850的间隔层IED模型设计与实现

实现智能电子设备(IED)间互操作是变电站通信网络和系统系列标准IEC 61850的重要目标,模型设计是实现这一目标的重要步骤。从互操作性支持条件分析出发,给出了IED模型通用设计方法,讨论了间隔层IED的模型实现。间隔层IED的信息模型以数据结构的形式实现。从互操作性角度分析了已有数据逻辑结构的优缺点,提出了抽象通信服务接口(ACSI)-功能约束(FC)结构,把FC引入数据结构且真实反映了信息模型的对象层次,从而更好地支持互操作性。另外,提出了基于二叉树形式的二叉和三叉链表数据存储结构,通过例子验证了这2种结构的数据查找和遍历的便利性,并给出了ACSI-FC结构在二叉或三叉链表存储结构下的FC过滤方法。

基于IEC61850标准的通用IED仿真系统的设计与实现

分析了目前智能变电站自动化系统调试中的各种问题,提出了通过构建基于IEC 61850标准的通用智能电子设备(IED)仿真系统进行仿真测试的解决方案。叙述了该系统的体系架构、功能结构和实现通用IED仿真系统的关键技术;设计了多态多时序信号仿真、闭环控制仿真、通用面向对象变电站事件(GOOSE)仿真等关键模块的仿真流程。开发实现了通用IED仿真系统软件,并将其成功运用于多个智能变电站系统的集成调试。

重采样移相技术在过程层IED中的应用

介绍了一种重采样相位补偿算法,该算法可对异步采样造成的相位误差进行补偿。分析了同步采样和异步采样的优缺点,介绍了重采样移相技术中常用的插值算法,在异步采样系统中应用抛物线插值算法,实现对采样值的相位补偿,并从理论上分析了该算法对工频信号中的基波和高次谐波的精度影响。经实验验证,对于采用异步采样模式的过程层IED,应用重采样移相技术可以达到补偿相位的效果,补偿后的精度能够满足电子式互感器标准的精度要求。

智能变电站开关柜综合状态监测IED设计

针对现代电力开关柜设计了一种基于物联网技术并符合变电站IEC61850标准的应用于变电站间隔层的新型开关柜综合状态监测智能电子设备(IED)。该IED采用ARM+DSP双CPU架构为硬件核心,以VxWorks实时操作系统和C语言为软件开发平台,嵌入符合IEC61850标准的IED性能描述文件(ICD),解析IRIG-B码进行同步对时,通过ZigBee无线网络和RS485/RFID/CAN总线实现与开关柜在线监测装置(过程层)的数据传输,按照IEC61850标准规约用光纤与综合应用服务器(站控层)进行通信。此外,还完成了开关柜综合状态监测系统结构设计、IED硬件电路设计、软件平台的构建以及IEC61850的信息建模。实际运行结果表明,该开关柜综合状态监测系统能够远程对所有开关柜状态进行综合采集、分析、传输与监测,并将这些功能融合到一体化信息平台诊断中。

基于IEC 61850的IED配置器设计与实现

IEC 61850标准用于解决变电站自动化系统中各设备之间的互操作问题,智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)的文档配置在IEC61850的设计与应用中起着重要作用。阐述了IED配置流程,提出了IED配置器的设计思路,设计其中IED配置描述文档CID生成、文档浏览与维护界面、XML语法检查等主要功能。采用VisualC++构造了一个IED配置器的模型系统,为配置器的工程化提供参考。

基于IEC61850标准的IED建模分析

IEC61850标准为不同生产厂商的智能电子设备(IED)之间实现互操作性和系统无缝集成提供了途径,但是IEC61850保护建模在实际工程应用中有不相适应的地方。在介绍IEC61850面向对象建模技术和IED建模思想的基础上,总结了IED建模在工程应用中遇到的难点问题:软压板建模、逻辑节点建模、数据扩展、GOOSE建模和逻辑设备建模,并结合国家电网公司最新发布的《DL/T860实施技术规范》,针对上述难点问题提出了一些有效可行的解决方法。给出了中压线路保护装置的建模实例,能够比较好地满足数字化变电站建设的工程需要。

面向IED的变电站通信软件设计与实现

随着智能电网的发展,智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)将会越来越多地应用于变电站中的保护、控制和测量领域。设计并实现了与变电站多种IED进行高效率数据通信的软件,重点包括软件的总体流程、函数库、多线程架构以及数据库各功能模块的设计方案。系统选择了开放性较好和效率较高、并在工业自动化领域中广泛应用的Modbus TCP/IP作为通信协议。为了让系统具备较强的可扩展性,研究了IPv6上的Modbus实现方案。并分别对函数库的性能以及整体系统的实时性进行了测试,结果表明软件系统满足了变电站通信中高效、稳定、可靠的要求。

数字化变电站IED互换性研究

受智能设备数据模型配置技术的限制,数字化变电站智能电子设备互换性还未能实现。在不改变IEC61850通信标准体系的前提下,提出了资源定义机制和基于需求激励的资源匹配机制,将IED的资源分为需求资源对象和生产资源对象。该定义机制在考虑IED拓扑关系的基础上,实现了变电站智能设备数据模型的自动配置,通过生产资源对象带语义的描述,屏蔽了IED内部的差异;通过该机制实现对IED资源的定义、激活、寻找、关联、交易和连接,以达到在数字化变电站内IED间互换性的实现。

基于IED和SCD文件的智能变电站二次设备智能巡检系统设计

为满足二次设备在智能变电站内的周期性巡视需求,设计基于IED和SCD文件的智能变电站二次设备智能巡检系统。利用B/S组网模式,为Web服务器与浏览器提供连接环境,借助巡检断路器,收集散乱分布的传输电子量,完成智能巡检系统组成结构的搭建与设计。在此基础上,解析关键SCD文件,通过配置二次设备连接信息的方式,对IED巡检码进行校核处理,满足智能变电环境中的具体巡检指令需求,结合相关硬件组成结构,完成基于IED和SCD文件的智能变电站二次设备智能巡检系统设计。与常规Linux巡检系统相比,智能巡检系统可在为二次设备匹配足量传输电信号的同时,满足变电站在不同阶段的电量巡检需求,符合周期性电量巡视的应用需求。

就地化IED在开关场无防护安装的接地及抗干扰方法

针对就地化智能电子设备(IED)在开关场无防护安装时面临的接地及抗干扰问题,介绍了传统变电站二次等电位地网的设计及IED的接地方法。分析了就地化IED在开关场无防护安装时需要面对的复杂电磁兼容环境和需要解决的具体问题,提出了分布式开关场二次等电位地网的设计思路。详细阐述了就地化IED及其外部线缆在开关场无防护安装时的接地方法、就地化IED增强抗干扰能力的设计方法。厂内试验结果验证了所提方法的可行性。

基于IEC61850的IED配置工具的研究与实现

通过研究IEC61850标准变电站配置描述语言SCL(Substation Configuration Language)的应用规范及配置文件、配置流程等理论,系统分析了配置工具的功能需求及设计思想,并详细介绍了IED配置工具软件的系统框架、XML解析器及系统组成模块中主程序部分、文件和数据处理部分、下载及校验部分的具体实现方法。

基于IEC61850的IED配置工具研究与实现

介绍并分析了变电站配置描述语言SCL(Substation Configuration description Language)及其文件结构,详细讨论了基于SCL的IED配置信息模型,并给出了建模思想与原则,对配置文件中的GOOSE相关信息进行了研究。分析了配置工具的功能需求及设计思想,给出了配置工具的配置流程,根据配置工具的功能特点,在.NET平台下开发实现了IED配置工具,并给出了主要模块的实现方法,最后给出了配置实例。

智能变电站综合IED的研究与设计

随着智能变电站的改造和建设,对变电站一次设备在线监测的需求不断增加,对监测技术的要求也不断提高。在实际应用中,同一个变电站中多种一次设备的多个电气参数及运行状态需要实时传入监控中心,而目前各厂商生产的监测IED相对独立,数据采集及通信接口种类规格不一,使得监测IED的安装运行变得复杂研究并设计了一种基于嵌入式可用于监测多种一次设备参数的综合监测IED,嵌入了IEC61850标准协议。试验及运行结果表明,该综合IED在实际应用中安装简单,运行可靠,很好地降低了施工成本,节省了安装空间,提高了监测系统的稳定性。

亚纳秒脉冲用于智能GIS局放IED性能试验的可行性研究

气体绝缘金属封闭开关(GIS)以其占地面积小、可靠性高而在电力系统中得到了广泛的应用,但GIS长期运行过程中不可避免的会产生各种各样的内部绝缘缺陷,并伴随产生局部放电现象,甚至会引起系统故障,因此为保障系统可靠运行,对GIS进行局部放电在线监测具有重要意义。局部放电检测具有电学、声学、化学和光学等多种检测方法,其中电学测量手段主要有脉冲电流法和特高频检测法(ultra-high frequency,UHF)。UHF法测量局部放电辐射出来的电磁波的电场强度,而脉冲电流法测量局部放电引起的视在电荷。UHF法相较于脉冲电流法可提取信号中的特高频成分,具有灵敏度高,可带电监测,智能GIS局放IED(智能电子设备)采用UHF+IED的局放监测方法。文中研究了采用上升沿时间为253.75ps、半高宽约为1.15ns、最大峰值电压为532V(0dB)的亚纳秒脉冲进行智能GIS进行局放IED性能试验的可行性,结果表明:UHF传感器输出信号稳定;局放IED测量结果与亚纳秒脉冲峰值成正相关关系而非线性关系;当亚纳秒脉冲为30~50dB时,IED测量结果分散性较大;因此亚纳秒脉冲信号可用于进行智能GIS局放IED性能试验。

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。