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智能变电站过程总线通信模型

中国电机工程学报 2014年第7期34卷 1072-1078页

作者：莫峻谭建成广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 广西壮族自治区南宁市530004

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(gene... 详细信息

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。

关键词：变电站过程总线发布订阅最小空间 IEC61850 采样值通用面向对象的变电站事件

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基于过程总线的母线保护通信体系结构

电力系统自动化 2008年第18期32卷 8-13页

作者：朱林段献忠华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室湖北省武汉市430074

合理地设计变电站过程层网络的拓扑结构,最大程度地实现信息共享,并保证各种保护、控制系统的可靠性,是数字化变电站发展所面临的一个重要问题。介绍了过程总线的相关技术,分析了采样值(SAV)报文和面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文... 详细信息

合理地设计变电站过程层网络的拓扑结构,最大程度地实现信息共享,并保证各种保护、控制系统的可靠性,是数字化变电站发展所面临的一个重要问题。介绍了过程总线的相关技术,分析了采样值(SAV)报文和面向通用对象的变电站事件(GOOSE)报文发布者/订阅者通信模式的2种具体实现方式,提出了3种基于不同过程总线的母线保护通信体系结构,并利用OPNET Modeler软件进行了仿真分析。仿真结果表明了所提出的通信结构的可行性,通过比较分析得出了各种通信结构的适用范围,对过程层通信网络的设计具有一定的参考价值。

关键词：过程总线母线保护通信体系结构数字化变电站 IEC61850 OPNETModeler

智能配电变电站过程总线信息共享通信特性分析

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电力系统自动化 2011年第18期35卷 62-66页

作者：王宾戈政董新洲金恩淑薄志谦电力系统国家重点实验室清华大学电机系北京市100084 东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 阿尔斯通电网公司斯塔福德郡ST174LX英国

数字化配电变电站中利用多间隔数据的实时共享融合能有效提高变电站的保护测控性能,但需要解决变电站过程总线中跨间隔数据交换的高度实时性和稳定可靠性问题。文中从配电变电站继电保护对数据共享需求的角度出发,评估"面向间隔"、"面... 详细信息

数字化配电变电站中利用多间隔数据的实时共享融合能有效提高变电站的保护测控性能,但需要解决变电站过程总线中跨间隔数据交换的高度实时性和稳定可靠性问题。文中从配电变电站继电保护对数据共享需求的角度出发,评估"面向间隔"、"面向位置"设置过程总线传输采样值(SAV)和通用面向对象变电站事件(GOOSE)报文时的通信特性,并分析讨论了"面向功能"设置过程总线通信时存在的问题和解决方案。研究表明:在网络流量位于运行范围内,各间隔报文长度相同时,所能实现数据共享的最大间隔数与单间隔信号采样率近似成反比;100Mbit/s网络下,面向间隔和面向位置的过程层组网方式基本能够满足每周期400点以下采样率的数据共享,主要时延及数据共享限制取决于交换机的性能。

关键词：智能变电站过程总线信息共享继电保护

基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术

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电力系统自动化 2005年第13期29卷 60-63页

作者：殷志良刘万顺杨奇逊秦应力华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室北京市102206

介绍并分析了网络测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE1588,通过与目前应用广泛的网络时间协议(NTP)相比较,指出其高精度时钟同步实现机制的特殊性。针对IEC61850所定义的过程总线上采样值高精度同步要求,提出了一种基于IEEE1588的合... 详细信息

介绍并分析了网络测量和控制系统的精确时钟同步协议IEEE1588,通过与目前应用广泛的网络时间协议(NTP)相比较,指出其高精度时钟同步实现机制的特殊性。针对IEC61850所定义的过程总线上采样值高精度同步要求,提出了一种基于IEEE1588的合并单元同步实现的新方案。在此方案中,利用现场可编程门阵列(FPGA)对IEEE1588同步报文时标生成点进行精确确定,IEEE1588同步协议的实现利用微控制器完成。

关键词： IEEE 1588 变电站同步过程总线合并单元

基于背板总线的继电保护装置过程总线功能设计

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电力自动化设备 2013年第8期33卷 162-166页

作者：丁毅叶品勇郭晓徐頔飞尹军国电南京自动化股份有限公司江苏南京210003

设计了一种基于背板总线的继电保护装置平台架构。该方案优化装置内部数据流和配置流程,提升装置面向过程总线的通信及数据处理能力。在分析继电保护装置的功能及性能要求的基础上,提出过程总线功能设计总体架构;根据应用数据类型设计... 详细信息

设计了一种基于背板总线的继电保护装置平台架构。该方案优化装置内部数据流和配置流程,提升装置面向过程总线的通信及数据处理能力。在分析继电保护装置的功能及性能要求的基础上,提出过程总线功能设计总体架构;根据应用数据类型设计背板总线数据流和配置流程,分析以太网扩展、采样值接收与同步、报文透明传输等问题;基于IEC61850模型导出背板总线配置信息并设计下载流程。该设计方案在110 kV智能变电站主变保护测控一体化装置中得到应用,满足装置面向过程总线的功能及性能要求,现场运行结果表明该设计方案的有效性和实用性。

关键词：智能变电站继电保护背板总线 IEC61850 过程总线数据处理通信

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数字化变电站继电保护系统过程总线结构研究

电力自动化设备 2010年第8期30卷 111-115页

作者：杨丽赵建国 Peter A Crossley 陈大超山东大学电气工程学院山东济南250061 曼彻斯特大学电气与电子工程学院

阐述了4种典型的基于IEC61850过程总线结构的数字化变电站继电保护系统结构,研究了不同过程总线结构的优缺点及其适用范围,以星形结构为例分析了功能整合对系统可用性的影响,指出引入适当的功能整合可提高系统可用性。总结分析了4家主... 详细信息

阐述了4种典型的基于IEC61850过程总线结构的数字化变电站继电保护系统结构,研究了不同过程总线结构的优缺点及其适用范围,以星形结构为例分析了功能整合对系统可用性的影响,指出引入适当的功能整合可提高系统可用性。总结分析了4家主要设备制造商对基于过程总线的数字化变电站继电保护系统应用的实现方案,评述了其优点及不足之处。介绍了基于IEC61850过程总线的数字化变电站保护系统性能项目研究,实验室测试验证了MiCOM系列保护IED在IEC61850过程总线结构下运行的兼容性和可靠性。针对实现数字化变电站的核心部件合并单元,提出了2种基于计算机的合并单元互操作性测试方案。

关键词： IEC61850 数字化变电站过程总线继电保护系统结构

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变电站过程总线采样值传输仿真系统

电力自动化设备 2010年第5期30卷 101-103,114页

作者：莫峻谭建成广西大学电气工程学院广西南宁530004

为验证基于IEC61850-9-2过程总线的继电保护方案,提出一种基于采样值传输的过程总线仿真系统。仿真系统包括网络平台、流量源和流量控制3个部分。系统底层采用网络数据包过滤器(NPF)内核组件设计,配置高精度定时器,工作在数据链路层,可... 详细信息

为验证基于IEC61850-9-2过程总线的继电保护方案,提出一种基于采样值传输的过程总线仿真系统。仿真系统包括网络平台、流量源和流量控制3个部分。系统底层采用网络数据包过滤器(NPF)内核组件设计,配置高精度定时器,工作在数据链路层,可定性、定量地产生采样值报文,为继电保护实验提供稳定的电压、电流信号。为了对采样值及其传输控制进行验证,构建了基于IEC61850-9-2/LE的采样值传输模型,并在工控机上实现了对信号源的仿真,验证了采样值数据完全符合标准。

关键词： IEC61850-9-2 变电站过程总线采样值仿真

PROFINET技术在数字化变电站过程总线通信的应用

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中国电力 2010年第4期43卷 24-27页

作者：殷志良李顺昕余钟民周红上海电力公司超高压输变电公司上海200063 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

为保证数字化变电站过程总线的通信服务质量,提出一种基于PROFINET技术的过程总线通信新方案。介绍了PROFINET支持的3种通信方式,总结了过程总线通信具有映射全面性和传输要求多样性特征。为确保PROFINET技术成功应用于过程总线,将相关... 详细信息

为保证数字化变电站过程总线的通信服务质量,提出一种基于PROFINET技术的过程总线通信新方案。介绍了PROFINET支持的3种通信方式,总结了过程总线通信具有映射全面性和传输要求多样性特征。为确保PROFINET技术成功应用于过程总线,将相关报文分为配置诊断数据、一般型GOOSE和高实时信息3种类型并进行分时设置,此外还需采用支持IEEE1588和具备建立时间表格功能的工业级交换机。新方案可实现采样值的网络化同步,大大简化设备接线,有利于网络故障的迅速自恢复。

关键词：数字化变电站过程总线 PROFINET 等时同步实时通信交换机

基于开放平台的过程总线继电保护软化试验系统

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低压电器 2011年第24期 20-24页

作者：张维杨波王智东丁同乐华南理工大学电力学院广东广州510640

提出了基于开放平台的过程总线继电保护软化试验方法。在开放的PC平台上模拟合并单元和智能开关的功能,通过PSCAD/EMTDC软件仿真电力系统故障和异常,将生成的数据经转换后打包成符合IEC 61850标准的SV和GOOSE网络报文,采用网络驱动程序... 详细信息

提出了基于开放平台的过程总线继电保护软化试验方法。在开放的PC平台上模拟合并单元和智能开关的功能,通过PSCAD/EMTDC软件仿真电力系统故障和异常,将生成的数据经转换后打包成符合IEC 61850标准的SV和GOOSE网络报文,采用网络驱动程序接口规范实现报文的收发,与保护智能电子设备等形成一个无需专门继电保护测试仪参与的闭环测试系统,具有无硬件成本、灵活性高等优点。

关键词：过程总线继电保护试验系统开放平台