智能变电站过程层体系结构及信息模型扩展应用

摘要

未来智能电网会对系统运行信息的可靠、高效交互提出极高的要求。智能变电站信息系统作为支撑电网故障分析、智能告警、实时自动控制等高级功能的基础架构,对于电网的安全可靠运行至关重要。全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化将成为智能变电站的基本特征,而现阶段,通信网络化和信息标准化的实现尤为关键。本文的研究主要围绕智能变电站信息系统过程层子网展开,同时,对站内信息一致性模型扩展应用进行了探讨。
　　充分考虑了二次功能分散布置和集成的各自适用条件,归纳了三种可行的二次功能重构方案。对并行冗余网络(PRP)和高可用度无缝环网(HSR)两种新型冗余网络进行了深入分析,并利用其实现了过程层体系结构设计。通过系统可用度计算对不同设计方案进行了横向比较和评价,对不同功能布置方式下各类网络的适用性进行了总结。
　　计及过程层子网具体运行特性,提出了基于带约束最小路搜索的可靠性评估方法,实现了过程层体系结构可靠性的自动评估。考虑到基于穷举式搜索和代数运算的可靠性评估方法对计算时间和内存的需求随着网络规模的扩大呈指数增长,无法适用于节点数目较多的网络,故进一步研究了基于独立事件分解思想的二元决策图法在可靠性评估中的应用。算例表明,与最小路搜索法相比,后者可以显著减少评估计算用时。
　　在充分借鉴现有研究成果的基础上,对基于IEC61850的一致性信息模型扩展应用进行了研究。总结了此类课题的一般性解决思路,并以断路器状态监测信息模型扩展进行了说明,对其他状态监测设备信息建模具有一定参考价值。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 智能变电站过程层体系结构研究现状

1.3 智能变电站信息模型扩展应用研究现状

1.4 本文工作及章节安排

2 计及二次功能重构的智能变电站过程层体系结构

2.1 引言

2.2 智能变电站二次功能重构

2.3 新型冗余网络概述

2.4 过程层体系结构设计方案

2.5 小结

3 智能变电站过程层体系结构可靠性评估

3.1 引言

3.2 二次功能及网络特性分析

3.3 基于最小路搜索的可靠性评估方法

3.4 基于二元决策图的可靠性评估方法

3.5 可靠性评估方法性能对比分析

3.6 小结

4 基于IEC 61850的信息模型扩展及应用

4.1 引言

4.2 IEC 61850分层信息模型

4.3 IEC 61850信息模型扩展

4.4 状态监测IED信息模型扩展应用

4.5 小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录I最小路集搜索结果

附录II断路器状态监测IED逻辑节点列表

附录III研究生期间参与项目