基于SV与实时持续性通信的GOOSE虚端子快速化验证方法

为解决面向通用对象的变电站事件(Generic Object Oriented Substation Event,GOOSE)虚端子在变电站扩建、改建时,无法满足场景需求的问题,提出基于采样值(Sampled Value,SV)与实时持续性通信的GOOSE虚端子快速化验证方法。通过分析SV虚端子以及GOOSE虚端子的变电站过程层虚端子连接类型,选取SV和GOOSE共口传输的实时持续性通信方案。利用以太网控制器,实现变电站过程层内SV报文和GOOSE报文共口传输的实时持续性通信。利用所提的通信方案,对变电站配置的描述文件实施标准化验证,通过发送方配置验证、接收方配置验证以及通信配置验证的三方共同验证,实现GOOSE虚端子的快速化验证。实验结果表明,所提方法产生的通信时延均低于8 ms,具有良好的通信性能,可以快速化验证GOOSE虚端子,缩短变电站装置现场调试时间,满足变电站应用场景需求。

变电站网络采样自适应传输方式设计

阐述一种基于自适应传输方式的变电站网络采样方法。利用卫星同步技术实现采样值报文的同步,消除传统同步方式中的延迟问题。采用数字采样技术提高采样精度和减少采样误差。通过自适应传输方式提高网络的传输效率和稳定性。测试结果表明,该方法能够实现可靠的变电站数据采样和传输,提高监测和保护系统的响应速度和准确性。

智能变电站SV网数据交换装置设计

由于工业交换机数据交换延时的不确定和不明确,使得过程层组网方案不能应用于智能变电站的保护系统。基于现场可编程门阵列(FPGA)的媒体访问控制(MAC)核仿真技术,设计了具有延时明确和等间隔数据交换特点的数据交换装置,取代工业交换机组建过程层网络,不仅可以实现过程层采样数据的共享,还可以简化保护系统采样网络的结构。同时,描述了数据交换装置的设计原理和应用方案。

采用SV和GOOSE共口传输的过程层组网方案

为了解决智能变电站过程层组网中采用SV和GOOSE共口传输方式所面临的报文过滤问题,简述了智能变电站过程层网络组网方案,通过分析智能电子设备IED之间的报文流量特征和通信需求,探讨了限制SV和GOOSE两种多播报文的配置方案,从工程应用的角度提出了一种基于VLAN技术的组网方案:根据IEEE802.1Q标签区分SV和GOOSE报文,对两种报文采取不同的VLAN划分原则。搭建试验平台对该方案进行了测试和分析,结果表明:该方案具有减少终端IED接收网络压力、工程实施简单、数据流向清晰的优点。该方案对新一代智能变电站过程层组网具有参考意义。

智能变电站采样值接收软压板误操作故障分析及处理

对一起智能变电站主变压器跳闸故障进行分析,发现软压板误操作是引起该起事故的主要原因,研究采用有流逻辑判断作为采样值(sampled value,SV)软压板遥控闭锁策略,当作业人员误入运行间隔进行SV软压板操作时,可以有效终止错误操作。结果表明,该措施可以消除软压板误操作,确保智能变电站设备安全、可靠运行。

智能变电站过程总线通信模型

为了评估智能变电站过程总线网络性能,从交换式以太网的工作原理出发,研究了过程总线通信模型。根据IEC61850描述的发布/订阅通信机制,引入了网络系统的最小空间概念。建立了由采样值(sampled value,SV)和通用面向对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)构建的网络交换空间模型。给出了交换空间的多播映射方法,以获得网络最优(流量)传输模型。根据优先级调度队列的阻塞特性,推导了SV、GOOSE共网传输时延上界的理论计算公式。提出了一种简单、高效且不依赖同步时钟源的过程总线网络时延评估算法,解决了工业现场网络性能的实时监视和诊断问题。以一典型变电站过程总线实验为例,验证了评估模型和算法的正确性。该项研究对智能变电站过程总线优化设计具有参考意义。

智能变电站数字采样异常对继电保护的影响验证

针对智能变电站数字采样及传输过程中出现的异常对继电保护产生的影响,提出从采样测量值(sampled measured value,SV)配置参数及链路异常、合并单元(merging unit,MU)延时异常、双A/D不一致、采样值丢帧、采样值畸变5种异常模拟方法并结合相关保护进行验证。在各种异常情况下,对继电保护装置的告警信号、告警报文、保护动作正确性和动作时间进行分析,发现智能变电站继电保护装置对数字采样异常机制处理缺陷,对相关规范和标准制定提供可靠数据和依据。

基于5G通信的配电网差动保护技术研究

现代配电网大量分布式电源的接入,使得传统三段式过流保护整定困难。基于光纤通信的差动保护建设成本高,难以大范围应用。5G通信的大带宽、低延时、高可靠特点为配电网差动保护业务提供了一种新的通信方式。通过分析5G通信承载配电网差动保护的技术手段,结合配电网差动保护对通信的技术要求,提出一种基于5G无线通信通道、UDP协议SV采样值报文格式、北斗卫星导航系统授时采样同步法的配电网差动保护方案。该方案在多个5G通信环境进行了验证,差动保护性能满足配电网系统要求。

一种不依赖MU同步的采样值网络传输方案

IEC 61850标准的组网采样值传输方案由于依赖统一同步网络,降低了数字化站可靠性。点对点采样值传输方案虽然解决了对同步源的依赖问题,但因二次接线复杂且损失了数据共享优势,降低了数字化站可维护性。本文采用不依赖MU同步的网络传输方案,通过特殊交换机记录网络传输延时并将延时反映在报文的特定字段中,实现了采样值的同步计算。经测试,该方案时间同步精度误差为ns级别,满足采样精度要求的同时具备了与传统组网方案相当的实时性。该方案不仅解决了跨间隔采样对同步源依赖的问题,提高了智能数字化系统的总体可靠性,并兼顾了数字化变电站运行维护方便的特征,因此在智能电网和数字化变电站的实际应用中具有很好的应用前景。

混合组网下采样值传输时延值测量的可信度评估

智能变电站保护装置网络采样、网络跳闸应用中模拟量采样值(SV)传输时延的确定性和准确度是系统安全可靠运行的关键因素。一种基于报文实现SV数据传输时延实时测量及补偿的方法逐渐被接受,开始应用于智能站"三网共口"和就地化保护专网等场合。文中介绍了混合组网下SV报文传输时延测量方法和实现,详细分析了该方法在实现传输时延准确测量各个环节的可信度及其影响,并对报文中与SV数据强关联的时延测量值提出了基于总链路时延合理值和总链路时延误差值作为指标组合来进行在线评估的方法,详细阐述了其工程阈值的取值方法。最后,文中通过选取就地化保护专网的专项测试分析与实际应用,验证了该方案的有效性和可靠性。

一种兼容Comtrade格式用于间隔层故障诊断的新型智能终端

目前110 k V及以上电压等级智能变电站的二次系统故障诊断主要依靠测试仪进行离线分析,难以达到实际运行系统中进行在线检测的效果。提出一种新型智能终端,可以根据Comtrade格式的录波自动触发进行多间隔IEC 61850通用面向对象变电站事件(GOOSE)及采样值(SV)的同步输出,使运维人员能在实际运行系统中进行在线故障分析。阐述了新型智能终端的硬件结构,IEC 61850和Comtrade格式的配置映射以及SV和GOOSE的同步输出功能的设计。

数字化变电站采样值报文非整周期采样误差分析及其补偿算法研究

数字化变电站采样值报文由于采样率低,非整周期采样现象相对于传统变电站更为明显,由此造成的频谱泄露和栅栏效应更为严重。文章从幅值误差和相位误差两个角度,通过精确的数学推导,分析了不同采样点数、不同电网频率下的傅里叶变换误差。找出了最优起始相位角的选取方法,并给出了减小误差的补偿算法,显著提高了分析精度。

适用于IEC 61850标准的以太网无源光网络DBA算法

在分析IEC 61850标准下网络报文传输特性的基础上,提出一种适用于IEC 61850标准网络报文传输的以太网无源光网络动态带宽分配算法。首先,该算法采用固定轮询周期,将带宽划分为采样值(SMV)、面向对象的变电站通用事件(GOOSE)、制造报文规范(MMS)这三类及三个优先级,优先保证SMV报文、GOOSE报文的实时传输,减少网络时延抖动。然后,采用改进的REPORT上传和GATE下发机制,提高了带宽利用率,并简要介绍了算法的典型应用系统及测试验证方案。最后,测试结果表明,该算法满足IEC 61850标准网络报文传输的实时性和快速性要求。

过程层采样值同步传输优化方法研究

对基于IEC61850标准体系的全数字化采样原理和过程进行阐述,并对IEC 61850-9-2标准的SendMSVMessage通信服务映射机制作了详细讲解,进而提出了工程应用中优化IEC 61850-9-2标准SV采样值传输和同步效能的技术和方法。

智能变电站合并单元采样报文极性配置校验方法

在常规变电站中,一次系统模拟量经过互感器变换为二次回路模拟量后,经保护装置的交流插件引入相应的模拟量采集回路,互感器和交流插件的极性均应进行校验以保证装置采样正确。智能变电站中由合并单元采集二次回路模拟量并发送采样值报文至保护装置,发送的采样值报文极性配置可更改。因此,在进行常规互感器极性校验的基础上,还应对合并单元的发送报文极性进行校验。对此提出1种校验合并单元发送报文极性的简便方法,通过在交流插件外部施加1直流电压激励,借助报文分析工具抓取并解析其发送的采样值报文,根据分析得到的采样值波形特征确定其极性配置是否满足要求。试验仿真及现场应用均验证了该方法的可行性。