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基于IEC61850的配網自动化开放式通信体系.doc 160页
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基于IEC61850的配網自动化开放式通信体系
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目录摘要 IABSTRACT V符号说明 IX第1章绪论 I1.1课题背景及意义 11.2配网自动化通信体系现状 21.2.1配网自动化通信网络的研究和应用现状 21.2.2配网自动化通信协议的研究和应用现状 41.2.3IEC61850及其在配网自动化中的应用现状 71.2.4目前配网自动化通信体系存在的主要问题 91.3论文的主要工作与创新点 101.3.1主要工作 101.3.2创新点 11第2章IEC61850及其在配网自动化中的应用基础 132.1IEC61850标准体系结构 132.1.1IEC61850的特点 132.1.2IEC61850的整体结构 162.1.3IEC61850和IEC的关系 172.1.4IEC61850的信息模型 182.1.5IEC61850的信息交换模型 192.1.6IEC61850的服务映射 212.2基于IEC61850的信息建模方法 212.2.1物理设备建模 212.2.2服务器建模 212.2.3逻辑设备建模 222.2.4逻辑节点建模 222.2.5逻辑节点的扩展 222.3配网自动化系统 232.3.1配电网与配网自动化 232.3.2配网自动化系统的构成 232.4IP网络在配网自动化中的应用 252.4.1网络结构 252.4.2IP流量计算 292.4.3网络仿真 302.4.4实际应用结果 362.5小结 37第3章配网自动化通信体系 393.1配网自动化通信系统 393.1.1通信系统模型 393.1.2通信网络 403.1.3承载的主要信息 403.2通信系统的性能要求 403.2.1通信接口 403.2.2通信性能 413.2.3数据刷新周期 413.2.4配电终端的规模 423.3通信系统的分层模型 423.3.1总体结构 423.3.2主站层 433.3.3馈线层 433.3.4终端层 433.3.5过程层 443.4IEC61850在配网自动化中的应用 443.4.1信息模型的应用 443.4.2信息交换模型的应用 443.4.3服务映射的应用 453.5配电终端的即插即用 453.5.1即插即用的原理 453.5.2配电终端的工作状态 473.5.3配电终端上电通信过程 473.6配置描述语言 493.6.1SCL的对象模型 493.6.2SCL的文档结构 523.6.3基于SCL/CIM的远程信息配置 533.7基于IEC61850的配网自动化通信系统的结构 543.7.1主站与终端通信 543.7.2终端与终端之间通信 553.7.3采用子站代理的通信 563.8小结 57第4章配电终端信息模型 594.1配电终端的分类 594.2配电终端的基本功能和信息模型 604.2.1SCADA功能 604.2.2故障录波和故障报告 614.2.3短路故障检测 624.2.4小电流接地故障检测 624.2.5电能质量监测 624.2.6智能充电 634.2.7通信功能 634.3小电流接地故障选线、检测 634.3.1注入信号法 644.3.2中电阻法 664.3.3基于暂态信息的方法 674.4配电终端的信息模型 704.4.1柱上开关FTU 704.4.2环网柜FTU 724.4.3故障指示器 744.4.4配变终端TTU 744.4.5开闭所DTU 754.4.6小电流选线装置 754.5配电终端唯一性标识 764.5.1馈线的命名规则 764.5.2柱上开关FTU的标识 764.5.3环网柜FTU的标识 774.5.4开闭所DTU的标识 774.6小结 77第5章信息交换模型 795.1概述 795.2发现注册模型 805.2.1发现（Discover） 805.2.2注册（Register） 815.3关联模型 815.4目录服务模型 825.5控制模型 835.6监视报告和日志模型 845.7通用事件模型 855.8时间同步模型 865.9文件传输模型 875.10小结 87第6章特定服务映射及实现 896.1概述 896.2发现/注册映射 906.2.1发现映射 906.2.2注册 906.3GOOSE的IP映射 916.3.1GOOSE报文格式 916.3.2GOOSE报文与IP报文的实时性比较 926.3.3GOOSE报文的IP映射 956.4时间同步服务映射 966.5核心服务映射到MMS 976.5.1MMS概述 976.5.2MMS映射 986.5.3MMS的实现 MMS映射的不足 1026.6核心服务映射到IEC 遥信信息 遥测信息 遥控信息 主站端配置 IEC映射的不
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文档介绍：
第26卷第21期2006年11月中国电机工程学报Pmceedings of tlle CSEEV.01.26 No.21 Nov. Chin.Soc.for Elec.Eng文章编号:06)21.0008.07 中图分类号:TM77 文献标识码:A 学科分类号:470.40基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究丛伟,潘贞存,赵建国(山东大学电气工程学院,山东省济南市250061)AWride Area Relaying Protection Algorithm Based on parison PrincipleCONG Wd,PlAN Zhen-cun,ZHAO Jian—guo(School ofElectrical Enginee血g,Shandong university,JinaIl 250061,Shandong PmVince,China)ABSTRAC’k A wide area relaying pmtection algorimm parison principle is pmposed.Wide arearelaying pmtection system collects fault direction iⅢbnnationfmm protec幻n t elecⅡonic deVices(IEDs)iIl specificpmtection zone,and estimates fault site based onpmtectionAction Factor(A力and Relationship Factor(R力tllat are definedin tllis paper.neⅣ-1 operation statuses in relayillg pmtectionsystem is defined by benefiting f幻m tlle^,_1 corlcept in powersystem aIlalysis field.The relaying pmtectionⅣ-l operationstatuses area玎myzed arId the strategies t0 reduce innuencescaused by N一1 opemtion statIlses based on wide areainfomlation arepIDposed.The results of casestudy show tllatme wide area relaying protection algorimm based parison principle is siInple and conveIlient fbrfault deten_Ilination.tlle fhult estimation Iesults are exact aIldimmune againstⅣ二l opera畸on statuses,which can iII】【pmVe ttleperfb咖蚰ce of relaying protection system marl汜dly.KEY WoRDS l wide arlongitudinalcor印relationship factor摘要:提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法。该算法通过广域继电保护系统收集特定保护范围内各智能电子设备(IED)的故障方向信息,结合文中定义的IED动作系数AF和关联系数脚进行简单运算,即可确定出故障的位置。借鉴电力系统分析中的^卜1原则,提出广域继电保护系统Ⅳ个元件中的某一个元件失效时整个系统应仍能正确工作的^卜l概念,分析了继电保护系统的^,-1运行状况,提出了基于广域信息应对该运行状况的继电保护策略。算例分析表明:文中提出的广域继电保护算法原理简单、运算方便、判断结果准确,能较好地克服^k1运行状况带来的影响,可明显提高继电保护系统的性能。基金项目:国家自然科学基金项目()。州ect supported by National NaturaJ science Found撕on of chinaf.关键词:广域继电保护;纵联比较;故障方向;动作系数;关联系数0 引言目前,在高压和超高压电力系统的继电保护中广泛采用双重化或多重化的主保护加后备保护配置方式,其中主保护一般基于纵联差动或纵联比较原理快速地确定出故障所在的区段,在区内故障时能够瞬时出口;后备保护一般采用基于本地量的阶段式距离保护和零序过电流保护IlJ,通过定值和动作时间的配合来保证选择性。在这种配置方式中,主保护动作速度快、灵敏度高、选择性好,但对相邻元件没有后备保护功能;后备保护不仅可以作为本线路主保护的近后备,而且还能为相邻线路的保护提供远后备,但不同保护之间需要定值和动作时间的配合,动作速度慢、性能较差。为克服现有保护配置方式存在的不足,提高继电保护系统的性能,近年来人们提出了广域继电保护的概念并进行了初步的研究【2J。在广域保护系统中,安装于电力系统不同位置的mD不仅能通过互感器获得安装点的信息,还可通过通信系统获得其它mD的信息;既能够实现快速的主保护功能,也能够实现快速、灵敏的后备保护功能[3]。广域继电保护系统的提出并不是要完全取代现有的主保护系统,而是将广域保护系统作为双重化或多重化保护系统中的一重,二者并行、协同地工作,以进一步提高继电保护系统的性能,解决某些常规方法难以解决的问题,为电网的安全稳定运行构建坚固的“第一道防线”【4-6】。目前对广域继电保护算法的研究主要集中在后备保护算法方面:J.c.胁提出了收集电网中多个距 万方数据第21期丛伟等: 基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究 9离保护元件的判断结果、依靠专家系统集中决策的广域后备保护算法【『卜引,从缩短动作延时、减小故障切除范围等方面提高后备保护系统性能;YSedzawa等学者提出了广域电流差动后备保护算法[9‘101,将差动保护范围从独立的电气元件扩展到与该元件相邻的区域,能明显缩短后备保护系统的动作延时。本文提出了一种基于纵联比较原理的广域继电保护算法,通过比较故障相邻区域多测点的故障方向信息,能准确地判断出故障位置并采取相应的保护策略。该算法需要的信息量少,原理简单可靠,在缺少某个方向元件信息的不利情况下仍然能够正常工作,可极大地提高后备继电保护系统的性能。1 基于纵联差动的广域继电保护算法1.1问题的提出广域继电保护系统可以采用2种结构形式:集中决策结构形式和分布式决策结构形式。集中决策结构由决策主机和分散安装的ⅢD组成,mD负责采集各安装点的电气信息,根据要求进行必要的处理和运算,并将处理的结果传给决策主机;决策主机汇集保护区域内各ⅢD的信息,经过分析判断,确定出故障的区段,然后向相关的IED下发动作信息跳开断路器,1
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2013年智能变电站继电保护竞赛题库-汇总2（参考）.doc 250页
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智能变电站竞赛题库第一章是非题智能变电站的二次电压并列功能在母线合并单元中实现。答案：对智能变电站内智能终端双重化配置，分别对应于两个跳闸线圈，具有分相跳闸功能；其合闸命令输出则并接至合闸线圈对于边断路器保护，当重合闸需要检同期功能时，采用母线电压MU接入相应间隔电压MU的方式接入母线电压，不考虑中断路器检同期任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4个交换机。当采用级联方式时，允许短时丢失数据。答案：错智能变电站内双重化配置的两套保护电压、电流采样值应分别取自相互独立的MU。答案：对双重化配置保护使用的GOOSE（SV）网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或退出时不应影响另一个网络的运行。答案：对智能化变电站通用技术条件中对光纤发送功率和接受灵敏度要求是光波长1310nm光纤：光纤发送功率：-20dBm～-14dBm；光接收灵敏度：-31dBm～-14dBm。答案：对根据《智能变电站通用技术条件》，GOOSE开入软压板除双母线和单母线接线启动失灵、失灵联跳开入软压板即可设在接收端，也可设在发送端。答案：错有些电子式电流互感器是由线路电流提供电源。这种互感器电源的建立需要在一次电流接通后迟延一定时间。此延时称为“唤醒时间”。在此延时期间，电子式电流互感器的输出为零。答案：对唤醒电流是指唤醒电子式电流互感器所需的最小一次电流方均根值。答案：对温度变化将不会影响光电效应原理互感器准确度。答案：错长期大功率激光供能影响光器件的寿命，从而影响罗氏线圈原理的电子式互感器准确度。答案：对合并单元的时钟输入只能是光信号。答案：错用于双重化保护的电子互感器，其两个采样系统应由不同的电源供电并与相应保护装置使用同一直流电源。答案：对电子式互感器采样数据的品质标志应实时反映自检状态，不应附加任何延时或展宽。答案：对现场检修工作时，SV采样值网络与GOOSE网络GOOSE跳闸必须采用点对点直接跳闸方式220kV智能变电站线路保护，用于检同期的母线电压由母线合并单元点对点通过间隔合并单元转接给各间隔保护装置。智能变电站母线保护按双重化进行配置。各间隔合并单元、智能终端均采用双重化配置智能变电站采用分布式母线保护方案时，各间隔合并单元、智能终端以点对点方式接入对应母线保护子单元。智能变电站保护装置重采样过程中，应正确处理采样值溢出情况。答案：对与传统电磁感应式互感器相比，电子式互感器动态范围大，频率范围宽。答案：对传统电磁感应式互感器比电子式互感器抗电磁干扰性能好。答案：错有源式ECT主要利用电磁感应原理，可分为罗氏（Rogowski）线圈式和“罗氏线圈+小功率线圈”组合两种形式。答案：对有源式ECT主要是利用法拉第（Faraday）磁光感应原理，可分为全光纤式和磁光玻璃式。答案：错有源式EVT主要应用泡克耳斯（Pockels）效应和逆压电效应两种原理。答案：错无源式ECT主要利用电磁感应原理，可分为罗氏（Rogowski）线圈式和“罗氏线圈+小功率线圈”组合两种形式。答案：错无源式EVT则主要采用电阻、电容分压和阻容分压等原理。答案：错电子式电流互感器和电压互感器在技术上无法实现一体化。答案：错电子式互感器是一种装置，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电流（或电压）传感器组成，用于传输正比于被测量的量，以供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。答案：对智能变电站继电保护装置除检修采用硬压板外其余均采用软压板。答案：错智能变电站和常规变电电站相比，可以节省大量电缆。答案：对IEC61850标准的推出，很好的解决了原来各厂家产品通信规约不一致，互操作性差的问题。答案：对MMS报文用于过程层状态信息的交换答案：错GOOSE报文用于过程层采样信息的交换答案：错GOOSE变位时为实现可靠传输，采用连续多次传送的方式：答案：对跳合闸信息、断路器位置信息都可以通过GOOSE传递答案：对SV传输基于广播机制答案：错《智能变电站继电保护技术规范》规定，SV采样值应遵循GB/T20840.8（IEC60044-8）或DL/T860.92（IEC）标准答案：对SV传输标准IEC可以用于网络传输采样值答案：错SV传输标准IEC只能用于网络传输采样值答案：错IEC又称为FT3，互感器标准，一般用于互感器和采集器的数据接口标准。答案：对SV传输标准IEC自由定义通道数目，最多可配置22个通道答案：对智能变电站必须采用电子式互感器答案：错智能变电站必须采用合并单元答案：错智能变电站母线保护不需要设置失灵开入软压板答案：错对于采样值网络，每个交换机端口与装置之间的流量不宜大于40Mbps。答案：对合并单元采样值发送间隔离散值应小于20μS，从而满足继电保护的要求。答案：错110k
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基于IEC61850标准的分布式母线保护关键技术及研究.pdf71页
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东南大学 硕士学位论文
基于IEC61850标准的分布式母线保护关键技术的研究 姓名：吕良君 申请学位级别：硕士 专业：软件工程 指导教师：沈军；丁网林 座机电话号码 摘要 母线保护对于电网稳定至关重要。传统的母线保护为集中式母线保护。以一次设各智
能化、二次设备网络化为主要特征的数字化变电站技术成为未来发展的趋势。目前，基于
IEC61850的变电站数字化正在电力系统大力推进，按照其IEC61850的标准。要求变电站结
构为分层分布式结构 变电站层、间隔层、过稃层 。这样，分布式母线筹动保护正好迎合
了IEC61850的标准和规范，而且IEC61850的技术规范为分布式母差保护提供了很好的技
术支撑。 目前，分布式母线保护还处于研究和试运行阶段。技术上还不是很成熟，尤其是在一
些常规的集中式母线保护不需涉及的技术方面体现得更加明显。 本文在研究了分布式母线保护整体解决方案的基础上，重点对以下几个方面的关键技术进行
了分析和研究。一是关于分布式母线保护的建模。本文研究了IEC61850的相关概念，阐述了分
布式母线保护设备在IEC61850标准下建模的一般步骤，并建立了分布式母线保护的IED设备
模型。二是重点研究了分布式母线保护在变电站过程层的采样值同步新技术，包括基于
FPGA技术的合并单元同步技术、插值法同步的实现，以及基丁IEEEl588的时间同步技术。
二是重点研究了分布式母线保护的GOOSE传送和实现。本文通过分析面向通州对象的变电
站事件模型，提出了分布式母线保护的GOOSE信息传输实现方案。 通过搭建基于IEC61850标准的一致性测试系统，对本文所建的分布式母线保护的模璎
进行了验证，证明所建立的模型是符合IEC61850标准的。
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