关键字 |
| 合并单元,变电站自动化系统、IEC61850过程总线。 |
介绍 |
答:相关工作 |
| 领域的许多研究工作已经完成开发数字化变电站自动化系统的解决方案操作。成立于[1],由于新的通信技术的进步,电力变电站正在从硬连接配置网络平台以实现完全的自动化变电站。同时,光纤通信技术已被确认为选择通信技术的实现IEC 61850-8-1变电站自动化和以标准[2,3]。变电站自动化系统的基本概念,取决于使用的可能性,基于微处理器的智能电子设备(ied)监视和控制设备在变电站[1]。IEC 61850标准结合了以太网通信的便利与性能和安全性至关重要的现代数字变电站解决方案在[4]。最新研究工作更现代的数字化变电站的实现在很大程度上是针对开发新流程级别非传统仪表变压器等设备和智能配电装置,可以直接沟通的海湾级和车站级变电站与合并单元工作流程级别之间的接口组件和海湾的水平。 |
b .合并单元的概念 |
| 合并单元(μ)所需的最重要的元素是一个在现代数字化变电站的发展。μ提供合适的接口的实现过程总线的概念在现代变电站自动化系统。IEC61850标准指定了变电站的通信系统和网络通信架构[5]。μ在自动化系统的基本功能是将电流和电压测量的模拟值在流程级别相同数字格式和传输的湾变电站的微处理器继电器。在现代变电站,它的功能是采集多路数字信号输出电流和电子式电压互感器同步和传输这些信号与IEC 61850协议的保护、测量和控制设备[6]。 |
使用IEC 61850标准的变电站自动化 |
| IEC 61850标准是全世界越来越广泛应用在变电站自动化是到位。然而,这些传统的变电站自动化系统只利用能力相关的IEC 61850湾水平和站之间的通信系统的水平。例子包括保护继电器之间的通信,湾控制器、SCADA网关和当地的HMIs如图1所示。建立直接沟通的可能性的过程设备和智能配电装置根据部分分别以和8 - 1实现的IEC 61850到目前为止只有一些试验装置。这样的目的地最近的研究努力在变电站自动化系统是将进一步从传统建筑最先进的全数字变电站的实现整个变电站活动通过一个基于IEC61850的交流平台。 |
答:最先进的使用IEC 61850变电站自动化系统 |
| 由于激动人心的功能和技术效益[4]IEC 61850标准引入变电站自动化系统;已收到相当可观的赞助。正如之前提到的,如图1所示的最先进的实现IEC 61850标准仅限于车站级和海湾之间的沟通水平。在传统的方法中,变电站的自动化系统由多个简易爆炸装置如保护继电器和湾控制设备相互连接和变电站网关通过通信网络和本地人机界面通过车站的公共汽车。它被称为站公交车,因为它连接的所有设备变电站。通信网络协议是定义在IEC 61850-8-1 [5]。 |
| 然而,海湾之间的交流水平和工艺水平仍是通过使用并行铜线硬连接。在此体系结构中,太多的有线连接连接过程所需设备湾水平设备。这只是因为每个的为数众多的信号来自于控制,变电站的保护,计量部分必须由一对铜线连接将从工艺设备运行到海湾级设备在控制室里。因此线路仅吸引了巨大的成本在变电站安装使用传统的体系结构。 |
b的新通信架构使用IEC 61850标准的变电站自动化 |
| 需要实现完全的自动化变电站操作与减少硬连接导致的扩展实现IEC 61850变电站自动化的工艺水平。为实现这一目标,正在实现IEC 61850-9-2在流程级别,过程设备像电流互感器(CTs),电压互感器(VTs)和开关设备现在可以直接与其他设备通信光纤网络。自动化系统是实现通过引入另一个通信网络被称为总线。这是如图2所示[8]。在图2中,多个硬连接(如图1所示)替换为一个单一的光纤电缆形成一个完整的以太网的变电站局域网。 |
| 在这种自动化系统体系结构,加工设备,包括智能设备可以直接界面上的通讯系统。 |
| 然而智能设备的功能在很大程度上取决于技术的主要设备。的最小规格是,每个流程的设备必须包括一个通信接口根据IEC 61850标准。 |
| 所使用的一种技术是连接开关(断路器和光电隔离器)过程总线通过远程I / O设备直接连接到通信网络。在这样的实现,每一个传统开关设备连接到分散I / O单元驻扎接近开关。这减少了铜导线的长度用来连接到配电装置。因此捕获的信息从每个流程的设备分布在通信网络,多个简易爆炸装置可以共享的信号开关不需要编组箱。 |
| 最近的一个技术是集成新的开关技术直接开关装置。例如,它可能包括一个通信接口的电子断路器使用伺服电机运动的联系。雷竞技网页版因此,通信接口可以直接连接到总线。 |
| 有各种各样的其他体系结构配置,提出了实现这种新的自动化系统技术[7]。 |
c过程总线 |
| 部分以网络和通信的IEC 61850标准的变电站提出,传统的电流和电压互感器输出电路的各种设备(如继电器、简易爆炸装置、米和SCADA可以数字化和沟通这些设备使用一个基于以太网的局域网(LAN) [8]。在这个新系统中,这个过程总线是指基于光纤以太网LAN环携带这些数字化采样值海湾级/车站级设备。作为指定的标准,使用这种方法需要仪器变压器(CTs和VTs)内置模拟-数字转换器(ADC)和适当的数据格式化能力生成所需的采样值(SV)消息。传统仪器变压器没有这些功能,可以实现相同的功能随着合并单元的引入靠近仪器变压器为了桥之间的差距模拟信号从主设备和过程总线局域网。合并单元概念如图3所示。 |
| 合并单元概念的实现变电站自动化系统可以更好地理解与变电站使用该系统的简化框图如图4所示[8]。 |
提出了自动化系统模型 |
| 提出了自动化系统的框图模型如图5所示。这是一个模块化的系统合并的单位视为系统的模块化对象。因此对33千伏的典型注射变电站,有五个合并单元模型中每一个都代表一个数据融合模块为每个变电站即湾湾湾5 1。注意,湾湾4代表中心也称为总线耦合器。 |
| 模块化的变电站自动化模型是基于IEC61850的变电站的监视和控制系统。中的每个湾变电站如图5是出席一个合并单元,可以与其他设备如人机界面(HMI),站控制器,差动保护、和其他海湾内通过IEC61850的变电站以太网连接。这个模型关注的功能合并单元的基本的变电站自动化组件湾监视和控制。在这个模型中,一个合并单元作为一个单元控制元件与内部功能的实时决策以及通信更高的其他系统组件或替代决策。因此,遵循IEC61850的总线提供一个合并单元之间的连接和数据连接的以太网交换机。 |
| 合并单元是由提供实时服务的控制。如图6所示,海湾包括三个阶段供应链与断路器的控制和保护的目的。控制参数是电压和电流的感觉在每一行。 |
| 附在每一行是一个电压传感器或传感器(VT)和一个电流传感器或传感器(CT),感觉流经线路的电压和电流。感觉到电压和电流信号然后喂给一个信号调节单元放大或衰减,过滤等。这种调节过程使得信号足够清洁和适当形式对下一阶段的处理。 |
| 此外,每一行的条件信号多路复用(通过2-line-to-1-line多路复用器)和一个数字化的过程,并通过采样和转换成数字形式。数字化信号然后合并为一组数据,通过数据处理和计算单元进行决策。 |
| 因此,基本功能需要由每个合并单元总结如下:——多路复用信号,模拟数字转换、数据融合、数据处理、数据采集、协议转换、通信、过电流保护,控制 |
一个数学模型的发展系统 |
| 在本节中,我们目前的一步一步分析如何推导出系统的数学模型。这里的目标是确定参数之间的数学关系,可以使我们实现变电站的有效和可靠的监测和控制系统使用拟议中的合并单元模型。这些参数是电流和电压电流和电压传感器感知中使用的变电站,其值可用于确定控制或保护行动,在任何特定时间。 |
信号流分析 |
| 图7显示了信号流从线到处理和计算单元内合并单元。假设Ø感觉到电流传感器和ϴ输出的电流电压输出的电压传感器(VT),然后为每一行(a、B和C)输出的表示是: |
| 一行:电压=ϴA和电流=ØA——————————————(1) |
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| 方程(17)因此代表完整的电压和电流参数的行为海湾,可以用来有效地监测,控制和保护变电站在海湾的水平。 |
| ȠADC价值取决于n =一个因素的比特数的数字化analogue-to-digital转换器(ADC)定义的分辨率输出数字量输入信号范围。换句话说,该决议定义数字值等效如何准确地代表了模拟信号值。因此ȠADC取决于: |
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B的框图概述合并单元的设计 |
| 图8显示了一个详细的合并过程和数据流在一个合并单元。首先,数字化的值传递给一个数据分组单元分为电流和电压组。 |
| 电流和电压数据组分别预处理和传递到处理、测量和采集器的数据处理、测量和存储。当前数据组也直接喂一个过流保护单位实时关键响应由预设内部设置。过电流保护装置可以同样发送和接收控制信息和有效的测量和处理单元的湾通过线路断路器开关(CB2, CB1和CB3)。 |
| 最后,合并单元与其他系统通信组件通过其遵循IEC61850的总线成为可能通过数据通过协议转换器。转换是必要的,因为大多数设备使用其他终端技术,如推荐标准rs - 232串行总线,串行外围接口(SPI),国际米兰——集成电路(I2C)等在他们的输出。 |
结论 |
| 在这个工作中,传统的实现合并单元设计方法的概述在变电站自动化系统提出了一种改进的合并单元模型有一个内置的保护和控制功能。开发了一个数学模型对拟议中的合并单元模型可能的软件仿真。 |
未来的工作 |
| 在理论上发展了合并单元模型,我们寻求相关的仿真工具,可以使我们实现模型和产生有形的和真实的结果以验证我们的成就在这工作。我们试图使用的各种软件工具包括MATLAB和Simulink仿真[9],发育阶段12.0.0演示(学生版),变形杆菌[10]等。我们的主要挑战是,没有人可以完全可用的仿真软件模拟整个系统。因此必须寻求一种更健壮的软件解决方案和部署以模拟整个系统。另一个需要考虑的建议将连接两个或两个以上的仿真软件包和处理可能出现的同步问题。然而,我们正在致力于一个实际的演示模型作为一个临时系统,可用于实现我们设计和生成必要的数据来评估提出了变电站自动化系统。 |
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数据乍一看 |
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引用 |
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