代理服务器在智能变电站和调度主站无缝通信中的应用_陈爱林
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智能远动机在变电站的应用【摘要】目前的变电站还没有数据中心,因此存在信息孤岛。
本文首先介绍了智能远动机的功能,进而研究了以智能远动机为核心,用监控终端代替当地后台以消除信息孤岛,统一数据采集,统一出口的站控层体系架构。
【关键词】智能远动机;变电站;二次一体化建设1.引言当前,南方电网正在实施二次一体化建设,以实现电力二次各专业应用的贯通。
因此,建立数据中心从而统一数据模型,数据采集,数据出口,和数据存储具有重要意义。
为此充分利用智能远动机消除信息孤岛,完成数据的统一数采集显得至关重要。
2.智能机远动机的功能以及配置原则2.1 智能远动机的功能(1)智能远动机具有可以支持变电站端统一存储数据、进行数据的综合采集、统一建模的功能;(2)智能远动机具有数据中心、监视中心、控制中心和智能远动模块的功能;(3)智能远动机具有支持变电站端数据统一远方交换的功能,它可以实现厂站端的数据统一出口;(4)智能远动机可以采用直采直送的方式,从而实现从间隔层装置直接采集信息;(5)智能远动机具有支持变电站和主站进行模型到图形的转换,以及源端维护、数据订阅发布的功能;(6)智能远动机具有利用配置监控终端进行告警展示、完成图形等功能。
2.2 智能远动机的配置原则(1)在35kV以下的电压等级的变电站中只能够配置1台智能远动机;(2)在35kV及以上的电压等级变电站需要冗余配置2台智能远动机。
3.智能远动机的建设所面临的问题由于调度端和变电站端所采用的建模标准是不相同的。
智能远动机为了实现源端维护以及上下贯通的功能,就必须进行模型的转换,这就导致了模型转换时相互操作的兼容问题亟待解决。
比如说变电站端的不同设备供应商所转换的模型主站端系统能否全部兼容转换之后的模型数据。
此外,部分私有或扩展数据在主站系统中不能获取,需要配置实现。
智能远动机对变电站端的多个专业数据进行了整合,如保护信息、监控信息、同步相量测量和计量电量等数据,目前常规的变电站中都采用独立的物理作为采集装置,这些设备由不同专业的人员分别进行维护,当智能远动机使用一个物理设备进行采集操作时,维护管理工作应该随之做相应调整,实行一体化的管理。
GIS智能在线监测系统设计及应用研究摘要:随着能源互联网概念的提出,我国不断加大智能电网和特高压输变电工程基础建设的投入,对系统运行的安全性和可靠性要求日益提高。
变电站是电力系统中执行电压变换、电能接收与分配、电力流向控制及电压调整等动作的重要节点,起着联系发电厂与用户的作用。
关键词:GIS智能电网;在线监测系统;应用研究引言智能变电站在线监测系统是对变电设备的工作状态进行动态的监控,整理统计的环境参数,监控的同时对监测和收集到的数据进行研究,根据研究结果分析和预测变电站可能会出现的故障,识别到故障风险后自主进行警报。
过去对变电站的检测修理是通过人工检修和故障检修相结合的模式,这种方法有两种弊端:一方面加大了人力和财力成本;另一方面无法保证检修的质量。
我国电力设备的检测技术在不断完善和发展,推进了智能变电站系统工作的稳定化和高效化的发展。
1GIS智能技术概述智能GIS是为响应国家智能电网、智能变电站的建设而开发的新型GIS,是传统GIS技术与计算机技术、传感器技术、自动控制技术、通信技术等融合的产物,是具有输变电、在线监控和信息互动等功能、并能满足用户多样化需求的多功能气体绝缘组合电器。
智能组合电器具备下列几种技术特征:(1)测量数字化:对组合电器设备的测量实行就地数字化,站控层和过程层可通过数字化网络采集、调用测量结果,用于组合电器设备的监控;(2)控制网络化:对有控制需求的组合电器实现基于网络的控制;(3)状态可视化:组合电器通过信息交换或自检测获得的状态信息可通过智能电网的其他系统以可辨识的方式进行表述,组合电器的运行状态可以在电网中进行观测;(4)功能一体化:在不影响产品性能的条件下,实现组合电器与传感器、执行器、互感器等部件的集成,将测量、控制、保护等功能融合到一起,实现功能的一体化;(5)信息互动化:通过网络实现组合电器与站控层、过程层及其他系统的信息共享[28-32]。
上传系统的能力。
Telecom Power Technology电力技术应用 2023年11月25日第40卷第22期107 Telecom Power TechnologyNov. 25, 2023, Vol.40 No.22李鸿儒,等:基于电力调度交换技术的人机工作站调度电话应用2 物理架构连接2.1 2M 中继对接将传统的程控调度交换机与部署于调度I 区的D 5000人机工作站服务器通过2M 互联中继的方式对接。
通过在调度交换机与D 5000人机工作站服务器之间部署语音网关设备,实现会话初始协议(Session initialization Protocol ,SIP )信令与电路交换信令之间的转换,同时借助2个系统之间的防火墙设备,对除SIP 信令专用5060端口以外的端口进行限制,确保两大系统间互通通道的安全性。
程控交换机的2M 中继板卡与语音网关设备之间使用30B+D 接口进行对接,采用Q.SIG 信令进行交互语音流。
对接拓扑如图1所示。
Q信令部署调度电路交换机(配有2M中继板卡)调度程控交换网调度I区局域网语音中继网关网络交换机PC计算机人机工作站D5000服务平台调度APP后台系统IP接入网关调度电话APP服务调度电话App调度台调度台模拟话机2B+D(音频线缆)模拟话机同轴电缆图1 人机工作站调度电话的2M 中继对接拓扑2.2 SIP 中继对接将传统的程控调度交换机与部署于调度I 区的D 5000人机工作站服务器通过SIP 互联中继的方式对接。
无须部署语音网关设备,在调度程控交换系统上将2M 中继板替换为SIP 中继网关,其余系统结构与2M 中继对接组网一致,对接拓扑如图2所示。
SIP信令部署调度电路交换机 (配有SIP中继网关板卡)调度程控交换网调度I区局域网语音中继网关网络交换机PC计算机人机工作站D5000服务平台调度APP后台系统IP接入网关调度电话APP服务调度电话App调度台调度台模拟话机2B+D(音频线缆)模拟话机网线图2 人机工作站调度电话SIP 中继的对接拓扑2.3 API 接口对接在传统程控调度交换机和2B+D 的双模调度台的基础上,新增基于软交换技术的智能业务通信网关,构建调度交换统一能力接口,通过控制智能业务通信网关的应用程序编程接口(Application Programming Interface ,API )接口联动方式,对双模调度台的调度能力开放给D 5000人机工作站进行对接。
调度自动化系统数据网络架构的优化与完善【摘要】随着智能电网技术支持系统的主备调技术架构和调度数据网专用化要求,调度自动化系统主站、厂站分别构建主干局域网和采集数据网以适用不同的运行架构,而分布于各变电站、维操队、县调等自动化数据信息与服务的各个节点,如何安全、有效、可靠的实现数据信息的通信,合理组织调度数据网的协议、路由配置技术等;这些新技术、新变化,对地调自动化系统的运维管理与技术应用都提出了更为高级和复杂的要求。
【关键词】调度数据网;备调系统;主干局域网与采集数据网;远程工作站1.引言调度数据网作为调度自动化专用网络通道,以中心辐射式结构将各变电站数据节点与中心主站前置服务实现路由连接,通过VPN隧道、BGP协议、OSPF 协议实现实时与非实时信号的通信,然而它只适用于厂站信号采集业务。
对于主站系统而言,各服务器及其服务节点之间由于采用了分布式服务和信息处理,形成主干局域网,以满足多节点、主备调系统、远程工作站、维操工作站等不同的业务要求;加之配网自动化系统等数据交互连接,使得调度自动化系统数据网络架构必须满足安全分区隔离,有效同域互联、优化与完善数据通信网络,实现数据信息流分类交互通信,系统功能独立完整互不干扰,有着十分重要的现实意义和技术价值。
2.基本架构(1)从系统功能和服务应用,自动化网络架构来分1)主站系统服务层应用业务如:EMS调控一体化系统、.DMS配调自动化系统,实现系统功能,完成数据处理与交互集中或分布式处理服务。
2)数据通信层:主干局域网…………采集数据网实现方式如:传输通信、网络交换、路由协议。
3)数据信号节点:各子站系统及自动化终端……………归属于采集数据网;调度远程工作站、分散的系统应用节点……………归属于主干数据网。
前者作为数据源按照一定的协议与通信规约实现与主站系统的通信与解析;后者与主站系统属于同一局域网,作为系统服务和应用的扩展和延伸。
(2)从数据信息类型来分1)采集数据网:不同系统之间按照一定的协议与规约,以报文的形式,实现系统通信与解析,作出正确和实时的响应; 面向各厂站RTU数据及调控指令的交互和响应。
数字化变电站中网络通信“黑匣子〞的设计与应用The Research and Application of the Network Communication BlackBox in the Digital Substation朱松林1蒋晔2 张结2〔1浙江省电力公司浙江省杭州市310009 2 深圳市国电南思系统控制广东省深圳市518057〕Zhu Songlin 1Jiang Ye 2Zhang Jie 2(1.ZheJiang Electric Power Cort. HangZhou ZheJiang 3100092. SP-Nice System Control Inc. ShenZhen GuangDong 518057)摘要:本文结合基于IEC61850标准变电站自动化系统试点工程,提出了IEC61850自动化系统网络通信黑匣子的设计思想,实现了自动化系统网络通信故障全过程的追忆,提供运行维护人员网络通信过程可视化工具,通过分析确定自动化系统动作行为是否正确,辅助维护人员准确定位故障原因,在变电站自动化系统的联调及运行维护中发挥了极其重要的作用。
Abstract:Based on the pilot project of the IEC 61850 SAS, the idea of the network communication black box in the IEC 6185 SAS was proposed in this article, and as a result, it realized the recollection of the full fault process of the SAS network communication and provided a visualization tool for the operation and maintenance of communication networks. By the help of this tool, through the analysis of the SAS behavior, the maintenance personnel can locate the cause of the fault accurately. It played a vital role in the substation automation system maintenance and operation of the SYS.关键字:IEC61850 变电站自动化通信黑匣子故障追忆分析定位Key Words: IEC 6185 SAS, Communication Black Box, Fault Recollection, Analysis and Locate 0 引言在以往的变电站自动化系统联调和运行中,后台监控、无人值班集控站和调度自动化主站系统遥信或事件不完整、遥控不成功、测量跃变等情况时有发生,当这些情况发生在远方或就地自动闭环控制的无功电压自动控制〔AVQC〕、自动发电控制〔AGC〕等系统时,其严重性就更为突出。
1电网监控:电网监控采集电网中发电厂、变电站、输电线路的运行数据,如开关状态,电压,电流,有功、无功功率、电度量、频率、功率因数等信息,变换后送至控制中心,接收控制中心的指令分合开关或调节开关的分接头位置。
2电网调度:协调和管理电力系统内电能的产、输、配、用和用电设备的运行、操作、事故处理,具体工作内容有编制负荷与发电量平衡计划,编制大量设备的维修计划,进行发电和经济调度控制,进行电力系统的安全分析,处理异常与事故等。
3直流采样:将被测量交流量通过模拟电路变换成与之成正比的0-5V直流电压和O~lmA或4~20mA直流电流或脉冲量信号输出。
4交流采样:对交流量瞬时值直接采样,通过A/D变换将模拟量变换为数字量,由微机对这些数字量进行运算,获得被测电压、电流、有功、无功功率和电能量值。
5标度变换:电力系统中各种参数有不同的量纲和数值范围,如V与KV, A与KA,这些信号最终经A/D转换为标幺值形态的数字量,无法表明该被测量的大小,为了显示、打印、报警及向调度传送,必须把这些数字量转换成具有不同量纲的数值,这就是标度变换。
6远方终端RTU:RTU是设在发电厂或变电站的一个多路输入和输出的微机系统,它采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量,监控并向调度中心传送这些模拟量和状态量,执行调度中心法网所在发电厂或变电站的远方控制和调节命令。
7越阈传送:采集平时变化不大模拟量时,为了提高装置效率和信道利用率,采用“阈值” 方法,只有变化量超过这个“阈值”时才传送,小于或等于“阈值”就不传送。
每次遥测量传送后,当前值就成为中间值,而在其上下各再划出一个新小区域“阈值”。
8变为传送:遥信量一般很少变动,顾遥信信息一般采用误遥信变位时不发送,有变位时插入传送的方式,称为“变位传送”。
9配电管理系统:从发电、配电到用电的监视、控制和管理的综合自动化系统。
10配电自动化:是指一种可以在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统, 主要是指配电变电站自动化和馈线自动化。
智能变电站和主站共享建模的关键技术摘要:本文从智能变电站与主站二者实施建模共享的问题入手,从智能化变电站的统一配置模型、SCD模型到CIM模型的映射、图模关联与通信映射、代理服务器的部署与维护等几个方面出发对此共享建模做了详细分析,并谈论了其在工程中的应用,希望此种共享建模能够为电力系统运行提供切实的便利。
关键词:智能变电站主站共享建模关键技术应用近几年来,国家的电力系统运行逐渐实现了智能化的发展,而电网运行对于源端的维护要求也日益地提升,变电站作为此源端维护工作中的关键环节,其在当前研究人员的工作中受到了越来越多的的重视。
技术人员为了推动变电站充分发挥对于源端的维护作用,目前主要是从智能变电站与主站之间共享建模的角度进行了研究分析,并且在长期的研发中实现了对于此项工作的有效解决,以关键的技术为共享建模的完善实现提供了坚实的支撑。
而本文便是从具体的技术方面对这种共享建模进行了探讨,并在最后谈论了这种建模在工程中的应用,以求使此种建模在更高的程度上为电网电力系统的持续稳定健康运行提供必要的帮助。
1 智能化变电站的统一配置模型在整个共享建模中,智能变电站中的统一配置模型作为基础性以及开端性的关键技术而存在,它在配置工具的应用下得以生成,其在构筑二次、一次、一次与二次的关联这几种设备模型的构建流程中被逐渐地建立起来。
一次设备模型由一次及二次两种设备模型共同来描述,它作为变电站最主要的设备,包含了一次设备的对象与拓扑连接的关系,还有一次和二次的设备之间逻辑节的关联关系的描述。
这种设备模型以对一次接线图的绘制作为对设备对象、接线端子、连接点等自动生成的方式与国家对于电网设备的统一命名是相符合的。
二次设备则是以IEC61850的工程继电保护的应用模型作为其配置标准的,在与一次设备进行关联时,通过功能化图形界面,与IED模型中的Lnode的逻辑节点实现关联,并且最终生成量测的信息。
总之,此统一配置模型是以SCD模型对于CIM模型的映射而实现的,这种映射在语法、语义、建模规范等方面实施模型校验之后最终实现。
基于多代理技术的有源配电网供电恢复策略董志辉;林凌雪;管霖;陈恒安;梁倩仪【摘要】针对有源配电网发生故障后的快速供电恢复需求,提出基于多代理技术的自愈恢复系统.该系统采用分层协调的恢复模式,由下层区域代理为本区域发起供电恢复进程,上层馈线代理协调处理下层代理间的冲突.提出功率平衡度和转供容量裕度指标,基于该指标,当配电网故障隔离后,非故障失电馈线被分解为多个独立的区域,自愈系统能通过微网聚合恢复失电区域的供电,还可利用联络开关对孤岛区域进行负荷转供,达成综合恢复供电的目标.在供电恢复过程中,同时考虑馈线电压和电流的约束限制,保证系统在故障恢复后的安全稳定运行.在DIgSILENT软件上搭建含分布式电源的4馈线配电系统,仿真结果验证了所提策略的可行性和有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】8页(P22-29)【关键词】供电恢复;多代理系统;有源配电网;功率平衡度;转供容量裕度【作者】董志辉;林凌雪;管霖;陈恒安;梁倩仪【作者单位】华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641;华南理工大学电力学院,广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】TM7610 引言故障发生后的供电恢复是智能配电网的核心功能,对提升配电网的供电可靠性有重大作用[1]。
传统配电网是基于单向潮流的辐射形网络,供电恢复在满足配电网安全运行的约束条件下,利用联络线路以达到快速恢复供电的目标[2- 4]。
近年来,随着大量分布式电源DG(Distributed Generator)接入配电网,配电网由单电源开环的运行方式逐渐转变为多端电源的运行方式,从而给配电网的供电恢复提出了更高的要求。
传统的配电网供电恢复方案采用集中式的控制策略,利用数学优化算法[5-6]、遍历法[7]、启发式算法[8-9]以及人工智能算法[10-11]等集中式算法来解决供电恢复问题。
基于代理的SIP穿越NAT和防火墙方案
蔡闻怡;陈一民
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2007(033)022
【摘要】SIP协议作为NGN重要协议之一,广泛应用于VoIP等多媒体通信业务中.但由于SIP本身不支持SIP信令和媒体流穿越NAT和防火墙,限制了其在广域网上的应用和发展.该文分析了SIP穿越NAT的具体问题,提出了一种采用SIP和RTP 代理服务器协同工作穿越NAT和防火墙解决方案,介绍了该方案的实现原理、拓扑结构,并叙述了具体实现过程及涉及的相关技术,最终实现了SIP信令流和媒体流的NAT和防火墙穿越.
【总页数】4页(P148-150,180)
【作者】蔡闻怡;陈一民
【作者单位】上海大学计算机工程与科学学院,上海,200072;上海大学计算机工程与科学学院,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
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1.全代理模式穿越基于SIP/H.323协议的NAT方案探讨 [J], 易军
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4.一种基于P2P-SIP系统的NAT和防火墙穿越方案 [J], 严刚;林涛;唐晖
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电力通信技术在智能电网中的运用发布时间:2022-10-09T03:12:07.394Z 来源:《中国电业与能源》2022年11期作者:陈名良蒋志儒[导读] 当前,随着现代通信及信息技术的不断发展,世界已跨入了互联网+大数据时代,一些先进的通信及信息技术已经在我国电网领域得到了有效应用,这不仅保证了电力信息传送的准确性,陈名良蒋志儒广西电网有限责任公司贺州供电局广西贺州 542899摘要:当前,随着现代通信及信息技术的不断发展,世界已跨入了互联网+大数据时代,一些先进的通信及信息技术已经在我国电网领域得到了有效应用,这不仅保证了电力信息传送的准确性,还持续完善、优化电力通信网络结构。
智能电网建立的基础是安全可靠的电力通信网,只有安全可靠的通信网络,才能确保电网智能化不断发展。
不同类型电力通信技术运用是确保智能电网业务质量的关键,只有全面保障电力通信网的快速、安全、稳定运行,才能确保智能电网的进一步推进。
文章就电网智能应用中通信技术的运用进行分析,以此促进智能电网和电力通信技术有机结合,推动我国智能电网全面建设与发展。
关键词:电力通信;通信技术;智能电网;技术运用引言当前国内社会经济高速发展,对电网的稳定性提出了更高的要求。
随着电网企业的全面创新与进步,在有效满足了各行各业发展需要的同时,电力企业也有了前所未有的发展动力。
在现代各项先进通信信息技术的推动下,电网运行实现了智能化建设与生产,保障了电网的智能化需求。
随着“碳达峰,碳中和”的双碳目标提出,对电网通信运行提出更高的要求。
在这种情况下,电网企业建立全面覆盖、手段丰富的通信网,能有效提高电网的运行效率与质量。
1电力通信系统历史建设阶段1.1人工管理阶段电力通信系统是保证电网运行的重要环节。
在没有引入先进的通信信息技术前,电网主要是依靠人力来完成通信,这个阶段就是人工管理阶段,其持续的时间较长,跨度较大,主要是通过人工对话的方式在电力供应初期进行业务传输,这种模式针对小规模电力供应还能够起到一定效果,但是在当前电网业务越来越多,对通信需求越来越大的条件下,就远远不能满足需要了。
IZD-4000智能化变电站在线监测系统主讲人:邓立林宁波智电电力科技有限公司2009年09月系统概述智能化变电站是智能化电网建设的重要组成部分,是变电站自动化发展的一个重要里程碑,对建立更加稳定、安全、高效的电网系统具有重要意义。
智能变电站由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成,以高速网络通信平台为信息传输基础,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。
智能化变电站设备实现广泛的在线监测,使得设备状态检修更加科学可行。
在智能化变电站中,可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态;智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元,在设备状态特征量的采集上没有盲区;智能化变电站设备检修策略从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”。
长春南500KV智能化变电站试点工程是国家电网公司确定的四个智能化变电站试点之一,监测范围为主变、高抗、GIS、避雷器;监测参量:主变——油色谱;高抗——油色谱;GIS——SF6气体密度、微水、局部放电;避雷器——泄漏电流、动作次数。
宁波智电电力科技有限公司生产的IZD-4000变电站综合在线监测系统完全满足长春南500KV智能化变电站的综合在线监测系统技术要求;IZD-4000变电站综合在线监测系统是在线动态的变电站设备状态监测与故障诊断系统,可为电力变电站提供在线监测与故障诊断的整体解决方案。
IZD-4000变电站综合在线监测系统包括:MDD3000T变压器智能在线监测系统、MDD3000G GIS及断路器智能在线监测系统。
可对变压器温度及负荷、变压器油中溶解气体及微水、变压器套管绝缘、变压器铁芯接地电流、变压器局部放电、变压器辅助设备(冷却风扇、油泵、瓦斯继电器、有载分接开关)、GIS局部放电、SF6密度及微水、SF6泄露等信息进行综合监测。
智能变电站通信网络技术方案1智能变电站通信网络总体结构智能变电站通信网络采用IEC 61850国际标准,IEC 61850标准将变电站在结构上划分为变电站层、间隔层和过程层,并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。
变电站层与间隔层之间的网络称为变电站层网络,间隔层与过程层之间的网络称为过程层网络。
变电站层网络和过程层网络承载的业务功能截然不同。
为了保证过程层网络的实时性、安全性,在现有的技术条件下,变电站层网络应与过程层网络物理分开,并采用100M及以上高速以太网构建。
通讯在线保护及故障系统服务器系统服务器GOOSE视频监视终端信息管理兼操作员站2兼操作员站1远动远动联动服务器子站工作站1工作站2变电站层MMS/GOOSE网变电站层网络超五类屏蔽双绞线其他智能电能保护故障间隔层设备计量测控录波SMV网光缆过程层网络GOOSE网合并智能单元单元过程层光缆电缆电子式开关设备互感器(主变、断路器、刀闸)智能变电站通信网络基本构架示意图2 变电站层网络技术方案功能:变电站层网络功能和结构与传统变电站的计算机监控系统网络基本类似,全站信息的汇总功能(包括防误闭锁)可依靠MMS/GOOSE网络实现。
拓扑结构选择:环形和星形拓扑结构相比,其网络可用率有所提高(单故障时两者均不损失功能,少数的复故障环形网可以保留更多的设备通信),但是支持环网的交换机和普通星型交换机相比价格大大提高。
国内经过多年的技术积累,装置普遍具备2~3个独立以太网口,星型网络在变电站实际应用有着更加丰富的使用经验。
国内220kV及以上变电站层网络一般采用双星型拓扑结构;110kV及以下变电站层网络一般采用单星型拓扑结构。
变电站层双星型网络结构示意图系统服务器兼操作员站远动工作站变电站层变电站层网络变电站层交换机2变电站层交换机1保护测控保护测控保护测控保护测控间隔层变电站层双环型网络结构示意图3 过程层网络技术方案功能:过程层网络分为SMV采样值网络和GOOSE信息传输网络。
基于加密通信技术的电网调度指令开放共享与智能交互系统随着信息技术的飞速发展,电网调度指令的开放共享与智能交互系统越来越受到关注。
在传统的电网调度中,存在着信息传递不及时、指令执行不准确等问题,而基于加密通信技术的智能交互系统可以很好地解决这些问题,提高电网调度效率和稳定性。
本文将从加密通信技术的应用、电网调度指令的开放共享以及智能交互系统的发展趋势等方面对这一话题进行探讨。
一、加密通信技术在电网调度中的应用加密通信技术是保障通信安全的重要手段,它能够在信息传输过程中对数据进行加密处理,防止数据泄密和被篡改。
在电网调度中,各级调度中心、变电站、输配电环节等都需要进行大量的指令交互和数据传输,如果这些数据泄密或被篡改,将会对电网运行安全造成严重的威胁。
加密通信技术在电网调度中的应用显得尤为重要。
目前,已经有许多电力系统采用了加密通信技术,比如基于SSL/TLS协议的安全通信、基于数字签名的数据验证、基于虚拟专用网络的数据传输等。
这些技术能够有效地加密通信过程中的指令和数据,保障其安全性和可靠性,为电网调度的开放共享和智能交互奠定了坚实的基础。
二、电网调度指令的开放共享传统的电网调度中,各调度中心之间的信息交互通常是封闭的,各自为战,缺乏灵活、高效的协作机制。
这种模式下,如果一个地区的电力供应不足,其他地区无法及时调配余电来支援,容易造成资源浪费或局部电网负荷过大。
为了改善这种局面,近年来,一些地方开始探索电网调度指令的开放共享机制。
通过建立统一的电力市场平台,让各个调度中心之间可以共享电网调度信息和指令,实现资源的灵活调配。
加密通信技术的广泛应用为这一机制的实现提供了技术保障,保证了信息的安全和可靠。
目前,国内外一些先进的电网调度系统已经实现了指令的开放共享,取得了良好的效果。
未来,随着加密通信技术的不断发展和完善,电网调度指令的开放共享将会越来越普遍,有助于提升电网的调度效率和稳定性。
三、智能交互系统的发展趋势在加密通信技术的支持下,智能交互系统成为了电网调度的发展趋势。
IPoverATM的新一代通信网
陈益民
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2000(000)007
【摘要】一个多世纪以来,主要的电信基础设施是公用的电路交换电话系统,它是为模拟语音传输而设计的,不能满足现代通信的需要。
传统的国家电话通信网对于现在已经或即将过渡到IPoverATM的新一代通信网。
【总页数】4页(P36-39)
【作者】陈益民
【作者单位】广东肇庆西江大学数计系
【正文语种】中文
【中图分类】TN913.24
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1.ESS新一代通信网络资源管理共享服务平台介绍 [J], 武汉中地数码科技有限公司
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3.新一代移动通信网络技术在航空工业园的应用 [J], 薛丹; 汪顺利; 李明慧; 兰弼
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DOI:10.3969/j.issn.1000-1026.2012.05.016插件化IEC 61850通信模块设计与实现王丽华,王治民,任雁铭,余 斌(北京四方继保自动化股份有限公司,北京市100085)摘要:变电站应用系统可以通过集成一个基于IEC 61850标准的通信模块(客户端或服务器端),实现具体应用所需要的IEC 61850通信功能。
基于IEC 61850通信模块核心功能基本相同,文中提出一种插件化开发IEC 61850通信模块的方案,采用动态链接库、动态协商接口方式达到通用的目的。
同时介绍了如何根据此方案实现通用的IEC 61850通信模块,包括数据结构设计方法和工程应用中难点问题的解决思路。
实际工程应用情况证明了此方案的可行性和有效性。
关键词:智能变电站;IEC 61850;通信模块;插件化;面向对象收稿日期:2011-05-19;修回日期:2011-09-14。
0 引言基于IEC 61850标准进行通信在数字化变电站中已有广泛的应用。
变电站的站控层设备通常需要基于IEC 61850标准的客户端通信模块,间隔层设备通常需要基于IEC 61850标准的服务器端通信模块,在智能变电站中也有些设备如代理服务器[1]、智能组件[2]同时需要这2种通信模块。
本文把这2种客户端通信模块统一简称为IEC 61850通信模块。
IEC 61850标准实施的初级阶段,通常采用传统点表数据到IEC 61850面向对象数据的映射来实现IEC 61850标准的通信[3-4]。
变电站具有各种应用系统和设备(如监控后台、远动、故障信息子站、故障信息主站和间隔层智能电子设备(IED)等),采用不同的数据库结构,又有各自的IEC 61850通信模块[5-7]。
这种绑定开发方式的结果是:即使在同一厂家产品中,以IEC 61850标准进行的通信,也由多个不同的IEC 61850客户端和服务器端通信模块实现。
虽然经过国内6次互操作实验[8]和工程应用实践,已有的基于IEC 61850标准的设备基本上达到了互操作性的应用要求,但在工程实施中,还会遇到互操作失败的问题。
数据挖掘在变电站设备运维中的应用陈爱玲摘要:在实际的工作中,由于人们对于电力的需求在不断提升,变电站的数量也在不断增长,在此过程之中,基建工程不断扩大,业务报装、设备预试以及计划检修工作量也在不断增长,这就给当前的电网工作正常运行带来了非常大的考验,同时也降低了当前电网供电的可靠率。
随着云计算技术的发展,数据挖掘技术在云计算平台的基础上计算速度会更快,非结构化数据也能被更好地存储利用,通过融合更多更复杂的数据准确率会大幅提高,可以极大地提高变电运维工作的智能化水平,提高工作效率和完成质量。
关键词:数据挖掘;变电运维引言为解决变电运维工作中所获得的大量设备数据未能得到充分利用的问题,本文在搭建变电站云平台已成为可能的条件下,主要结合数据挖掘技术对运行人员从现场获得的数据进行分析处理。
这些数据包括设备压力、泄漏电流、动作次数、以及设备台账等,可以用来提高工作效率和质量、进行业务决策,避免形成数据孤岛,提高变电运维的智能化水平。
1运维管理运维管理是一个相对复杂的业务管理流程,在运维管理的过程中,需要考虑的问题非常复杂,在当前运维管理的角度上,造成影响的主要有以下几个方面,分别是运维的影响范围、运维实施的安全性、运维供电的可靠性等方面的影响,除此之外,施工队伍的物资以及人员工作量安排等都是对运维造成影响的重要因素。
在当前的电力公司之中,大多数已经在生产系统中建立了运维管理模块,但是在运维工作方式的编制上,多数依靠人工编制,甚至很多时候会出现开会讨论、现场确认等方面的工序,这就对运维管理的工作造成了极大的影响,在这样情况下,运维管理工作往往会耽误大量的时间,变电站也因为这样的情况,导致运维流程非常繁琐,进而造成当前运维管理工作量繁重,运维工作效率低下的现象。
2变电站巡视在电力系统中,进行变电站巡视是一个不可避免的环节,它是电力设备正常、平稳运行的重要保证。
而依照国家电力行业标准所规定的标准化的电力设备巡检必然会产生巡检状态、巡检视频等大量的数据,能否高效的采集和存储这些数据将直接决定巡检的质量和对设备状态的判断,它不仅是设备状态检修的基础保证,也符合变电站综合自动化正在实施的电气运行模式的需要。
关键词:网络通讯技术;智能化;变电站;应用引言近年来,随着互联网技术和通讯技术的飞速发展,这些技术也广泛应用在了变电站中,开启了无人智能变电系统模式。
无线通讯技术以可靠高效的特点被应用在智能电网的信息收集中。
智能电网的关键中心是智能变电站。
变电站需要收集各类信息以及调控电力,人为完成这类工作会产生较大的误差,所以变电站采用智能自动化控制系统,把变电站的信息数字化,实现自动监测管理和遥控保护等功能。
1网络通讯技术的现状网络通讯技术由于部署方便,减少了系统综合布线,使变电站自动化控制越来越简便[1]。
应用在智能变电站中的无线通讯技术有:光无线通讯技术、毫米波通讯技术和物联网通讯技术[2]。
目前在智能电网中使用较多的网络通讯技术是物联网通讯技术,物联网是以互联网为基础,把互联网和信息设备联合在一起,形成一个延伸的网络,用户在延伸端就可进行信息交换,实现对物品的监控识别和管理。
物联网技术通过二维码识别技术和卫星定位系统等可以全方位追踪和控制目标物体的信息,并对信息进行收集整理。
物联网还可对采集的信息进行分析,全方位地了解目标的相关信息。
物联网技术还可对收集到的大量信息进行处理,分析出有意义的信息和无用信息,依据有价值的信息继续实现对物体的跟踪监控,从而建立智能管理体系。
随着社会和科技的不断发展,国家开始建设智能化变电站。
智能化变电站无需人工操作,整个过程通过计算机网络等电子通信技术来检测和管理。
监管人员虽然减少,但是视频监控、环境监控、防误系统、灯光控制等业务量不断增多,随之而来的就是海量的多样化的数据信息,再加上不统一的通信方式,使系统间的联通也变得复杂[3]。
2智能变电站的概念智能变电站指变电站采用自动化控制系统,利用计算机和网络通信技术等对变电站的设备和电路进行自动检测和控制[4]。
近年来,我国主要采用的智能变电站控制系统的逻辑是:在变电站的站控层、间隔层和过程层间使用无线网络技术进行信息交换,再通过电力调度数据网进行数据交换和控制。
代理服务器在智能变电站和调度主站无缝通信中的应用陈爱林1,2,乐全明3,冯 军4,戴则梅1,2,丁 杰1,2,黄海峰1,2(1.国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏省南京市210003;2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市210061;3.浙江省电力公司,浙江省杭州市310007;4.邯郸市供电公司,河北省邯郸市056035)摘要:讨论了智能变电站和调度主站无缝通信的应用需求,特别是IEC 61850和IEC 61970共享建模等相关要求,论述了采用代理服务器模式实现变电站端通信网关装置的必要性和可行性,介绍了代理服务器的软件功能和架构设计。
该代理服务器综合考虑了IEC 61850和IEC 61970的工程应用背景,包括建模方法、配置方式、实时数据库、IEC 61850客户端、服务映射、访问安全控制、管理维护、硬件选型等方面内容,功能完备,配置灵活,维护简单,可作为以后智能变电站基本的前置通信装置,为智能电网异构系统间实现无缝连接提供技术支撑。
关键词:智能变电站;代理服务器;共享建模;无缝通信;IEC 61850;IEC 61970收稿日期:2010-06-02;修回日期:2010-08-16。
“十一五”国家科技支撑计划重大项目(2008BA A13B06);国家电网公司科技项目(SG0915)。
0 引言目前,国家电网公司正在进行智能变电站试点工程建设,智能变电站将取代数字化变电站。
智能变电站采用IEC 61850标准[1-5],在数字化变电站的基础上,其深化应用包括统一配置、共享建模[6-10]、无缝通信[11]等3个方面,其中统一配置是共享建模的基础,共享建模是实现无缝通信的关键技术,无缝通信是建立智能变电站和调度主站通信连接的最终目标。
这里无缝通信是指应用共享建模技术,采用开放的特定通信服务映射(SCSM )建立智能变电站与调度主站之间的通信连接,实现IEC 61850对象信息的实时传输。
国内前期进行的数字化变电站建设,基本实现了站内二次设备模型的统一配置,但普遍缺少一次设备模型。
一次设备模型包含一次设备对象及其拓扑连接关系、一次设备与二次设备逻辑节点之间的关联关系、功能划分等描述。
其中,前2项是亟待完善的重要工作,并且是深入研究全站模型统一配置的重点内容。
与传统变电站相比,智能变电站采用了统一配置模型,因此信息量将会逐渐增大,目前配置模型已扩充了防误操作、设备状态监测、视频等信息描述。
包含大量信息的智能变电站与调度主站之间通信,必须满足源端维护要求,才能大大减少主站侧的维护工作量,充分发挥IEC 61850的优越性[12-14]。
本文共享建模是指在IEC 61850变电站配置描述文件(SCD )配置模型与IEC 61970公共信息模型(CIM )[12-15]之间建立映射关系,直接将变电站SCD 模型自动转换生成主站CIM ,实现异构系统之间的模型共享,从而从根本上解决源端维护问题。
对于一个智能变电站而言,信息量是可以估计的,但一个调度主站接入成百上千个智能变电站,信息量难以估计,因此信息应该分层分类,而不是将变电站原始信号毫无选择地转发给调度主站[16]。
在实际应用中,无缝通信应根据调度主站的功能需求选择性地接入变电站部分信息,既可方便变电站部署服务器,又不影响主站接入。
变电站常规信息主要包括远动和保护,其中:远动信息包括开关、主变等设备的遥信、遥测、遥控、遥调;保护信息分为事件、压板、告警、故障、录波、定值等。
在现有技术条件和管理规定下,远动和保护信号分属于不同的安全区域,通过不同的通信通道传输给调度主站。
随着IEC 61850应用技术的不断发展,将来远动和保护信息可实现一体化传输。
代理服务器[2]在智能变电站中作为一种特殊的智能电子装置(IED ),在全站SCD 模型基础上定制配置模型,对下与装置建立通信连接,订阅报告,将实时数据刷新到本地实时库,对上提供通信服务。
由此可见,代理服务器的功能全面覆盖了模型配置、共享建模、无缝连接,将取代传统的远动工作站成为变电站的通信网关装置。
本文介绍了代理服务器的功能、实现技术及其工程实现案例。
1 功能设计智能变电站与调度主站无缝通信部署如图1所—99—第34卷 第20期2010年10月25日Vo l .34 N o .20Oc t .25,2010示。
本文主要关注变电站端代理服务器的设计和实现,主站终端如何接入不进行描述。
代理服务器的功能设计包括建模方法、配置方式、实时数据库、IEC 61850客户端、服务映射、访问安全控制、管理维护、硬件选型等方面内容,下面分别描述。
图1 智能变电站与调度主站无缝通信部署Fig .1 Dispatching diagram of seamless communicationbetween smart substation and control center1.1 建模方法代理服务器模型分为实时运行模型和离线配置模型。
实时模型来源于配置模型,通过文件中的数据模板和实例建立实时层次化数据对象[1,3-4]。
配置模型来源于变电站SCD 配置模型[5],根据主站需求删减无关配置,例如通用面向对象变电站事件(GOOSE )配置,并增加一次设备描述模型。
此外,在变电站SCD 模型基础上,代理服务器可扩展自身模型,包括系统运行状态、通信状态等。
实际上,代理服务器不是简单的信号转发装置或者协议转换设备,其信号输入是全站IED 信息,配置模型是全站SCD ,包含本地实时数据库,能够独立运行并能提供通信服务,是特殊的IED 。
由于篇幅限制,这里不展开论述,具体可参见智能变电站相关规范。
1.2 配置方式配置模型通过配置工具的图形界面操作,首先打开变电站SCD 配置模型,精简二次设备模型,然后绘制一次设备接线图,自动生成一次设备模型及其拓扑连接关系,并通过界面关联二次设备逻辑节点。
配置完成后,输出新的SCD ,同时生成SVG 单线图[16-17]。
配置操作支持设备对象和功能分类2种模式,例如可以按对象增加变压器、间隔、导电设备、端子、连接点等,删除功能只需1次操作即可批量完成所有关联模型的删除工作。
输出文件时,配置工具校验配置模型的语法和语义,若不合法,则提出警告和修改建议。
1.3 实时数据库实时数据库是代理服务器的核心。
代理服务器订阅装置报告(例如变化数据、完整性周期数据)后,接收装置实时数据,并将数据刷新到本地实时数据库。
代理服务器能够接受多个客户端连接,不同的客户端可以专门定制模型,例如网调需要500kV 模型,省调需要220kV 以上模型。
1.4 IEC 61850客户端代理服务器对下是IEC 61850ACSI 客户端,目前应遵循IEC 61850-8-1制造报文规范(M M S )通信映射方式,与变电站IED 建立通信连接。
服务器启动时,通过解析SCD 中的IED 通信参数,自动建立关联。
如果IED 发生通信故障,产生变化数据报告,通知调度主站客户端。
一旦IED 通信恢复,代理服务器能够自动重连。
1.5 服务映射代理服务器对上是服务器端,应设计通用的IEC 61850ACSI 服务端接口[2],以便进行通信映射扩展。
IEC 61850ACSI 是抽象的,SCSM 是具体的、开放的,可以采用的通信映射有MM S 、Web 服务、公共对象请求代理体系结构(CORBA )和IEC 60870-5-101/104等。
最新颁布的IEC 61850-80-1标准制定了采用IEC 60870-5-101/104通信协议在电力自动化系统间进行数据交换的指导建议。
除此之外,IEC 还没有针对变电站与调度主站的通信连接发布其他通信映射的相关标准。
由于IEC 60870-5-104是专门应用于电力系统的远动通信协议,已广泛应用于变电站与调度主站的通信连接,因此,现阶段采用IEC 60870-5-104映射方式,具有成熟可靠、实现简单、兼容性强、对调度主站影响小的优点。
1.6 其他功能代理服务器负责将变电站信息传输给不同的主站客户端,一方面实现了数据远传操作,另一方面在站外客户端与站内装置之间建立了安全隔离屏障,增强了系统安全。
通过操作系统和代理服务器软件,可以控制不同客户端的操作权限,例如明确分配报告实例号、目录服务、读定值、写定值、遥控、文件传输等。
代理服务器与调度主站实时连接,一般自身发生故障时不影响变电站运行,因此,运行维护既可在主站端通过远程登录操作,也可在变电站端本地操作。
长期维护主要是变电站扩建、改造以及代理服务器系统清理。
变电站扩建和改造时必然修改SCD ,代理服务器需要重新配置模型,保证新增信号后不影响原有信号的传输。
代理服务器接入全站波形,长期运行后会占用较大磁盘空间,影响运行效—100—2010,34(20) 率,必须定期清理一次。
代理服务器实时库模型较大,可以把它看成典型变电站200个IED的虚拟装置,推荐采用商业服务器,甚至高档工业电源、无风扇、无旋转硬盘的嵌入式服务器,能够在变电站较为恶劣的环境下稳定可靠运行。
代理服务器操作系统建议采用Linux或者嵌入式实时Linux。
2 实现技术在原有数字化变电站配置模型基础上,需要扩充一次设备配置模型。
通过配置工具所见即所得绘制出一次设备接线图,包括主变、开关、刀闸、线路、电压互感器、电流互感器、避雷器、电容器、电抗器等,自动生成连接点(Co nnectivity Node)和端子(Terminal)。
设备名称符合调度命名规范。
同时,通过鼠标右键建立一次设备对象与二次设备逻辑节点之间的关联关系。
配置完成后,输出SCD模型文件。
共享建模直接采用变电站规范配置的SCD模型文件,通过模型映射,生成CIM资源描述框架(RDF)模型。
模型转换分为静态模型转换和动态模型转换。
静态模型是指变电站一次设备及其拓扑连接关系的资源描述,动态模型即量测信号资源描述。
静态模型转换较为直接,动态模型转换比较复杂,必须建立SCD模型和CIM静态模型对象索引映射,才能生成量测模型,同时建立关联关系。
配置工具读取CIM资源rdf:ID,将绘制的图形输出SVG单线图,同时建立图形与模型之间的关联关系。
无缝连接采用IEC60870-5-104或其他通信映射,实现实时数据传输。
模型转换时,自动生成IEC61850引用、IEC61970CIM rdf:ID以及具体通信映射量测信号编码三者之间的关联关系。
因此,统一配置、共享建模、无缝连接都是模型驱动的,变电站设备建模过程必须人工完成,其余模型转换、图模关联、图形输出、通信映射量测编码都是程序自动完成的,这样可实现源端维护。
3 工程应用代理服务器已成功应用于浙江金华500kV芝堰变电站保护信息子站,2009年7月投运至今,运行稳定可靠。