电力系统通信论文十篇

电力系统通信论文篇1

目前，关于广域保护系统结构国内外学者提出不同的见解，一般可分为分布式、区域集中式、变电站集中式以及分层集中式。其中，在分布式广域保护系统中，广域保护算法内置于每个装设在变电站内部的保护IED中，分布式广域保护系统的广域保护决策过程完全在单个保护IED中实现，这使得分布式广域保护系统更适合于实现广域继电保护的功能。区域集中式广域保护系统其功能包括实现传统继电保护功能、通过通信网络与广域保护决策中心设备交换信息等。变电站集中式广域保护系统主要是利用收集到的信息实现广域保护算法，并向站内相应保护IED发送控制命令。分层集中式广域保护系统继承了区域集中式和变电站集中式广域保护系统的优势，而且它既能够与上层区域广域保护决策中心设备通信又能够与下层的保护IED通信，同时也能够弥补变电站集中式存在的一些缺点。

2电力系统信息综合传输调度算法研究

电力系统不同于其他系统的运行，尤其是顺利实现其信息的综合传输不可避免的需要解决诸多潜在的问题，尤其是信息业务综合传输过程中存在的流量冲突问题，特别需要注意的是不仅要保证实时信息业务的服务质量，同时也不可忽视各类非实时信息服务质量，这些非实时信息也是传输过程中重要的组成部分。实现基于IP技术和区分服务体系结构模型的网络通信模式的关键技术包括队列调度法，本文主要对队列调度算法进行深入讨论，使其在对电力系统信息综合传输的服务质量问题进行解决时能够发挥出关键的作用。WFQ算法的分组服务顺序与GPS模型有很大差异，它是一种模拟通用处理器共享模型的队列调度算法，本文在WFQ算法基础上提出了WF2Q+算法，并通过将“虚拟延迟时间”引入WF2Q+算法解决了该算法在推迟传输高优先级信息业务分组的问题，进而提出了提出以基于IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型实现电力系统信息综合传输。

2.1WF2Q+算法介绍及分析WF2Q+算法是一种基于GPS模型的分组公平队列调度算法。在实际的信息业务传输过程中，分组到达各列队头部的时间会存在一定的微小差别，致使根据GPS模型得到的各队列头部分组服务顺序也出现微小差别，从而也会影响到WF2Q+调度器先为高优先级队列内分组提供服务，还是为低优先级队列提供服务。观察图1我们可以发现，优先级较高的信息业务在电力系统分组传输过程中不能保证其实时性，关键在于优先级较高的信息业务分组到达时间较晚，从而使得优先级较低的信息业务“捷足先登”，到达时间稍快，影响了电力系统高优先级信息业务分组传输的实时性。

2.2改进的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述问题，为了保证电力系统信息综合传输中高优先级信息业务分组的实时性，本文采用了PQ调度算法，并用PQ算法原理对WF2Q+算法进行改进，按照这种方式获得的算法非常有可能将高优先级分组推迟传输问题轻而易举地解决，同时也能保持良好的公平性。具体操作如下：将优先级最高队列中传输个分组所需时间的倍定义为队列的“虚拟延迟时间。IWF2Q+算法与WF2Q+算法都采用SEFF分组选择策略，此时，不得大于系统虚拟时间，并且越小的队列中的分组越优先获得调度器的服务，通过这种方式高优先级队列中所转发分组的延时得到了降低。

3仿真分析

本文首先仿真对比电网发生故障时WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下IEEE14母线系统各变电站与控制中心站之间变换信息时4类信息业务分组的平均延时，结果如图2所示。观察图2可知，WF2Q+算法与WFQ算法在保证信息业务实时性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推迟传输高优先级信息业务分组的问题可通过IWF2Q+算法解决，并且能够减小高优先级信息业务分组延时，同时也会导致低优先级信息业务分组延时变大。其次仿真对比电网发生故障时PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情况下得到的系统中各变电站与控制中心站之间传输四类信息业务的平均服务速率，如图3所示。该结果说明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的区分服务体系结构模型能够较好地协调不同优先级信息业务获得的服务效率，达到了各类信息业务传输的公平性，且性能相当。

4课题研究结论及展望

电力系统通信论文篇2

1.1应对蓄电池的失效以及相应的运行维护

不论是在中心机房还是直流系统等情况下，蓄电池组都发挥着自己的功效。我们都知道，在平常蓄电池组都是处于在线的浮充电备用状态，但是一旦交流失电或者是出现充电机故障的情况，蓄电池组则必须立即应对，为程控交换机和其他的直流负荷提供所需要的能量，在这之后，可逐步恢复由油机进行供电。从这里可以看出，在平常没有有效运用于基站运行的蓄电池，在发生事故的时候，却能够摇身一变成为唯一的负荷能量提供者。而假设如此重要的蓄电池出现了失效的情况，基站的其他设备便会因此难以运行而最终造成通信发生中断，从而给我们造成重大的损失。由于蓄电池类型不同，各自的失效机理也有着巨大差别。因此，面对不同类型蓄电池的失效机理，我们要对其进行相应的维护管理。

1.2常见的蓄电池的测试方式对比

虽说在一般情况下，高频开关电源设备的主机维护需求相对是比较小的，但是由于其具有的特殊性和重要性，我们也应该根据相关的一些维护规章的要求，对蓄电池进行应有的检查，其中包括每月的、每季度的以及年度的保养和检查。在平常的检查中，维护运行人员则要保持蓄电池的清洁，检查是否有过热的痕迹，并且对其电压进行测量，一旦发现有与规定电压有所差别时，便应该做出均衡充电等的及时反应。在现今社会，各种不同的蓄电池维护方法都被不断地发展并运用于我们的实际生活当中，其中包括了电导测试（内阻测试）、核对性放电测试、蓄电池网络化在线监测测量技术等，而这几种测量技术中又有着不同的优缺点。

（1）电导测试（内阻测试）

顾名思义，电导测试是通过利用交流或直流的信号电源，来对蓄电池进行简短的电导测试或者内阻测试。它的优点是测试所需时间短。相应的其缺点是在反馈蓄电池当前容量时有所欠缺，并且要求较高精度的测试仪器仪表以及更好的蓄电池运行环境。该技术在国内外的邮电、通信以及电力等行业运用较广。

（2）核对性放电测试

当蓄电池有多大容量，便能够相应地放出多大容量，这就是核对性放电测试--能够更好地真实地反映出来目前蓄电池的实际容量。放电测试过程中需要用蓄电池目前容量的百分之十的电流来对蓄电池恒流进行10h放电。核对性放电测试的优点是能够准确测量，并且在维护方面没有太大的需求。然而在测试过程中却要求观察充电过程并且进行放电观察。此项技术在邮电、铁路等方面运行较广。

（3）蓄电池网络化在线监测

蓄电池网络化在线监测是一项能够通过远端监控蓄电池的技术，只需要利用目前较为方便成熟的技术，便能够对蓄电池进行监控。如果想要达成远端遥控放电，只需要再加装上放电模块（负荷）。不过这项技术的缺点是需要在所有蓄电池上都加装系统。该技术也是在邮电和铁路方面使用较广。

2.针对蓄电池的维护提出的建议

2.1针对蓄电池系统的维护提出的建议

（1）以下情况应该避免发生：蓄电池长期搁置不用；蓄电池过放电；长期浮充却不放电；选择的充电机波纹过大。

（2）建立对应的温度补偿功能(蓄电池浮充电压随温度上升而下降，-2～+4mV/℃)。

（3）及时为使用过的蓄电池充电。

2.2关于发现和处理老化蓄电池的建议

（1）关于发现老化蓄电池的建议：①对电池的浮充电压进行监测；②对电池内阻的变化进行监测。

（2）关于处理老化蓄电池的建议：①对浮充电压长期处于偏低状态的蓄电池进行补充充电；②对老化蓄电池进行及时的监测，如果发现内阻偏大或者严重偏大，以及电压出现巨大问题的老化蓄电池，要进行及时的应急处理，例如活化或者更换。

2.3关于阀控式铅酸蓄电池如何维护的建议

（1）应该对以下项目进行定期的监测：①蓄电池电压；②连接处是否有松动；③电池壳体是否合格。

（2）应该对出现以下情况的电池充电：①浮充电压有2只以上低于2.18V；②放出20%以上额定容量；③全浮充使用时间达一个季度；④闲置不用超过一个季度。

（3）虽然蓄电池的容量和内阻并没有什么精确的相应联系。但我们可以通过对比上次的测量结果或者出厂时厂家提供的数据来进行比较，通过测量蓄电池的内阻，从而能够观察其离散性。如若出现了内阻或者离散型较为不正常的电池，更要特别注意处理。

（4）在蓄电池的核对性放电方面，应该保持一年一次的核对性额定容量的放电测试，如若发现了蓄电池组有故障，针对其再进行额外的测试。

（5）如若情况允许，则尽量选用多组蓄电池。或者是通过把大的蓄电池由一拆分为二的方法，并且进行电联。这样不仅能够更好地促进稳定安全性，并且并不会增加预算。

3.结语

电力系统通信论文篇3

关键词：SCADA通信站环境监控系统研究与应用

一、通信站环境监控系统工程

通信站环境监控系统主要包括机房环境及动力设备监控系统、视频监控系统两部分。电力通信网目前通信站一般都位于变电所内，除了地调中心通信机房有人值班外，其他通信站均为无人值守通信站。实施这些通信站的通信电源乃至整个机房环境监控是很有必要的。

1.1通信机房动力环境监测量范围

1.1.1机房温/湿度。

1.1.2智能动力设备(配电屏、整流设备、蓄电池组)要求采集如下信息：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。⑥通信机房消防报警由变电站统一考虑。

1.1.3无通信机房的110kV变电站，动力监测基本要求：①交流配电：三相交流输入电压、故障告警；交流输入故障(过压、欠压、缺相)。②直流配电：直流母线总电压；直流输出过压／欠压；压限告警。③整流单元：输出总电压、总电流；整流模块故障总告警。④蓄电池组：电池组总电压。⑤载波设备总告警。

1.2变电站端监测显示要求上述通信机房动力环境监测信号（遥信、遥测和开关量等）在变电站要求画面显示，告警画面变色闪动、声音告警。声音告警确认后可人工屏蔽。

1.3地调端监测显示要求各供电局所辖的变电站的无人值班通信机房动力环境监测信号要求送到本局调度自动化系统，开通供电局地调端通信中心机房登录Web服务器的权限，以浏览方式监视通信机房动力环境状态，其画面要求具备声、光告警。

1.4省网通信调度监测显示要求220kV及以上变电站通信机房动力环境监测信号要求送到中调调度自动化系统，通信调度员通过登录中调DMIS的Web服务器，浏览各通信机房动力环境状态和告警信息。

1.5通信机房闭路监视要求在通信机房安装摄像头，实现对整个机房的闭路监视。并将监视信号接入变电站闭路监视系统。同时可对异常/事故前状态及异常/事故时的状态进行录像。并将监视信号接入地调监控中心监视系统，由地调监控中心监视。

二、通信机房动力环境监测系统、视频监控系统实施

该系统按功能共分三个子系统：前端信号采集系统、监控子站和监控服务器系统。

2.1前端信号采集系统前端信号采集系统系统主要硬件是红外一体化摄像机、温湿度传感器、交流电压变送器、直流电压变送器组成。

2.2监控子站在通信机房的19”机柜里安装一台硬盘录像机，用于把通信机房内摄像头的模拟信号处理为数字信号通过网络传输，经过协议转换器，转换成E1信号接口，通过河池通信网络传输到监控中心。

2.3监控服务器系统（通过SCADA系统完成）。

2.3.1主站端硬件系统：利用调度中心现有的SCADA数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

2.3.2主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。

三、设备主要功能和技术参数

3.1主站端

3.1.1主站端硬件系统：利用调度中心现有的数据库服务器、音箱、以太网光纤收发器。

3.1.2主站端软件系统：利用调度中心现有监控软件、数据库软件、操作系统软件、杀毒软件。界面的开发任务由SCADA系统厂家完成。

3.1.3主站端功能介绍：①以形象直观的图形界面方式实时显示本LSC所辖范围内各基站监控对象的分布状况、工作状态和运行参数。②提供整个监控系统网络构成模拟浏览图，能够快速进入所选择的基站，浏览基站监控信息。③监控系统数据信息的显示可按端局和按设备类别支持多种列表显示方式。④自诊断功能，对监控系统本身设备的故障及时监测并能发出告警。⑤信息打印功能具有：a出现告警立即打印；b根据管理需要定时打印；c屏幕拷贝打印。⑥实时接收各通站动力设备和机房环境的告警信息，具有以下告警功能：a分级告警功能显示；b紧急告警；c重要告警；d一般告警；e告警提示；f告警确认；g告警分类显示；h告警查询。⑦具有统计功能，能生成以下各种统计报表及曲线a日、月、年告警统计表；b日、月、年监测数据统计报表；c每天的设备运行参数或曲线；d监控中心中的告警数据、操作数据和监测数据等能保存一年以上。⑧安全管理功能：a用户和用户组管理功能，这些功能包括增加、删除、查询和修改等，此功能只能由授权的用户实施。b用户的权限配置和管理功能，对用户的权限级别可以进行配置。c系统操作权限的划分和配置功能。当操作人员取得相应权限时，可进行相应操作。对用户实施的操作进行鉴权的功能，保证具有权限的用户才能实施相应的操作。同时系统应有设备操作记录，设备操作记录包括操作人员工号、作设备名称、操作内容、操作时间等。⑨相关的控制机制，对于监控对象的接入以及监控设备的接入进行安全管理。⑩系统数据备份和恢复功能。报表管理功能：a用户利用监控系统提供的工具软件，生成并打印出各种统计资料、交接班日志、派修工单、机历卡及曲线图等。b提供历史告警纪录日、月、年及自定义时段的报表和相关统计报表。c提供按照告警级别、告警类型、设备类型等条件统计的历史告警次数或告警历时统计报表。d提供任意遥测量或遥测量组合自定义时段的历史数据曲线分析数据。e提供运行状态量曲线分析数据。f提供系统操作纪录输出报表。g提供登退录系统输出报表。h提供系统交接班日志管理输出报表；i提供自定义打印输出报表功能。显示功能：系统可实时显示和刷新监控范围内所有局站、设备以及全部监控点的运行参数、所处状态、配置属性。

提供可在线定制的组态页面显示综合性的局站或设备群组的监控信息。同时提供详细资料页面显示任意设备的监控信息。

对监控对象进行分层次、分类型的显示与管理。监控对象状态（告警、故障权限等）显示醒目清晰，可在指定的现场运行流程图上通过逐层扩展，最后将故障定位在监控对象上。

界面能够按照需要及时详细的提示和统计系统发生的任何告警和事件。

3.2分站端

3.2.1分站端硬件系统：监控主机、温湿度传感器、直流电压变送器、交流电压变送器。

3.2.2分站端功能介绍：①周期性地采集各监控模块的数据，进行数据处理和发送。②随时接收并快速响应来自监控主站的数据查询和控制命令，并将控制命令下发给监控模块。③收集故障告警信息，告警优先主动上报。④能进行基本的数据处理、存储，具备接入计算机进行现场维护操作的功能。⑤具有保存告警信息及监测数据的统计值至少2天的能力。⑥具有本地控制优先的功能，可屏蔽监控中心发出的遥控命令并以适当方式通知监控中心此时所处的控制状态。⑦具有告警过滤和屏蔽功能。

电力系统通信论文篇4

【关键词】用电信息采集系统用电采集电能监测信息采集电能检测

中图分类号：X830.1文献标识码： A 文章编号：

一．引言

用电信息采集系统是对用户的用电数据进行采集、分析，通过数据处理，实现用电实时管理控制的系统。一个全面的用户用电采集系统主要包括：系统主站、传输信道、采集设备、智能电表。作为一般用电用户来讲，是将用户的预付费电能表的数据通过载波或窄带载波等现场终端，采用光钎专网或GPRS/CDMA无线公网，将数据上传至通信接口机，通过前置采集服务器、应用服务器或数据库服务器等进入信息内网，达到数据自动统计、分析、监测的集成系统。

二.电力企业中用电信息采集系统的结构及系统建设价值。

1.用电信息采集系统结构。

电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，其采集的对象是电力用户的用电信息（电能量数据、交流模拟量、工况数据、电能质量越限统计数据、事件记录数据以及控费信息等），采集的目的是为了实时监控现场设备、支撑多种管理业务的需求。系统主要功能包括系统数据采集、数据管理、实时控制、综合应用和运行维护管理以及系统接口等。

用电信息采集系统的逻辑架构是采集设备与对象层通过通信层与应用层进行通信，应用层实现数据处理、系统管理、负荷管理、费控管理、运行管理和现场管理的系统。

用电信息采集系统的工作原理：计量设备主动上报数据，通过用电信息采集终端和通信层，将数据传输给系统主站；系统主站通过用电信息采集终端，实现对计量设备的信息数据采集。

用电信息采集系统的基本功能包括数据处理、数据管理和实时监测以及运行维护管理。其扩展功能包括电能的质量监测、用电分析和管理、相关信息的、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等动能。

用电信息采集系统数据采集的模式包括定时自动采集、随机召测和主动上报。通过对采集任务的执行情况进行检查，分析采集数据，发现采集任务失败或采集数据异常，记录详细采集信息。

2.用电信息采集系统的建设价值。

通过用电信息采集系统的建设，可以提高管理和控制成本的能力，通过改变使用电网电力的时间来降低电费，通过检测实时能源消耗来管理成本，采用允许电网自动条件家庭电器配置来降低费用。同时可通过改变用电行为而节约用电，使用清洁能源降低能源消耗，减少二氧化碳的排放。采用信息采集系统后，可更准确的进行计费，不用估算电力使用情况，对准确的费用可以预测。

三.用电信息采集系统的现状。

目前，智能电网是全球能源界普遍关注的焦点，用电领域开始倡导智能用电。在我国，电力电网中长期存在缺电严重的现象，在用电系统建设中相对比较薄弱，自动化、信息化程度不高。为了加快电力用户信息采集系统建设，国家电网公司提出在系统范围内实现电力用户“全采集，全覆盖，全预付费”的工作目标，推进营销计量、抄表、收费模式的标准化以及电网公司信息化的建设。自2009年开始，国家电网公司就计划投入巨额资金，用3至5年的时间对用电信息采集系统进行建设。通过前期的发展和建设，采集系统规模得到了扩大，采集功能应用也逐步扩大了。

由于用电信息采集系统是各系统分别建设，在建设中缺乏对系统资源的整合，导致主站软件对多种信道的综合运用能力不足。在通信层建设中，由于缺乏统一管理，出现信道资源利用低、重复建设等问题，由于这些问题的出现，导致数据没有实现完全共享，数据的应用价值没有被充分挖掘。

四.用电信息采集系统在电力企业中的应用。

1.载波转485采集方案。

这种方式适用于城镇集中居住区，采用集中表箱方式安装表计。载波通信是采用集中器、采集器和RS485电表的形式。在集中器和采集器之间通过低压窄带载波的方式进行通信，采用GPRS或光钎上传数据，其优点是在通信中不用布线，建设工程施工简单快速，缺点是载波通信的成功率不太高，其维护成本大，对用于预付费控制的时候存在一定的风险。

2.全载波方案。

这种方式一般采用独立安装表计，安装载波电表，通过集中器和载波电能表结合的形式进行载波通信，适用于农村用户。全载波方案同载波转485方案一样，具有通信不布线，施工速度快，通信成功率低，维护量大，难控风险等特征。

3.载波和484混合模式。

此方案中既有集中表箱方式安装的表计，又有独立安装的表计，采用集中器和采集器、RS485电表以及载波电能表的混合形式，适用于县城及城郊地区。采用此种方案也无法杜绝载波转RS485模式和全载波模式的缺点。

4.全485方案。

此种方案采用集中表箱安装表计，通过RS485电缆连接集中器和表箱，一般适合多层、高层居住区。由于在配变到楼栋间需要在局部地方进行电缆沟挖掘，造成施工量大。

5.楼栋集中通信方案。

在多层或小高层的居住区，采用RS485有线通信方式，将楼栋局部集中直接上传，通过此种方式可提高通信的成功率，同时可以减少电缆的施工量。

6.光纤到户通信方案。

采用光纤通讯方式将表箱和主站之间进行连接，实现用电信息的采集。光纤通信适合新建居住区的用电信息采集系统建设，通过在表箱内安装ONU（光网络单元），OUN输出信号到居民户内，同时在表箱内的集中器通过通信端口和主站连接，实现数据通讯。

在光纤到户通讯中，EPON技术的出现解决了点到多点的远程通信问题。EPON技术是基于以太网的无源光网络技术，是一种新兴的光纤接入技术。该技术具有互通性强、标准化程度高、成本低、技术成熟等优点，实现了用电信息采集系统真正的“全覆盖、全采集”。目前，EPON技术是光纤接入技术中应用最广泛的技术。在EPON中，典型的组网结构为用户同过ONU通过ODN（光分配网络）和OLT（光线路终端）局侧设备进行通信。其中的ONU为用户侧设备，给用户提供网口，OLT是EPON网络的局侧设备，主要起到汇聚ONU数据的作用。

EPON系统可以与目前的以太网兼容，传输距离为20公里，采用EPON组网具有通信量大，传输频带宽，组网灵活，拓扑结构多，安全性强，设备使用寿命长，安装方便，后期不需要维护等优点，因此在现代用户信息采集系统中被广泛推广。

五．结束语

用电信息采集系统承担着用电信息自动采集、数据高效共享和实时检测的重要任务，是用户用电信息的重要来源，是智能用电服务体系的重要基础。建设智能电网，必须要加强用电采集系统的建设，实现全部用户的信息采集、支持全面的电费控制目标。

参考文献：

[1] 罗洁梅LUO Jie-mei 浅析用电信息采集系统在电力企业的应用 [期刊论文] 《企业技术开发（学术版）》2010年12期

[2] 刁培忠 用电信息采集系统在电力企业的应用分析[期刊论文] 《中国电力教育》2010年9期

[3] 王海燕 李晓辉 汤佩林WANG Hai-yanLI Xiao-huiTANG Pei-Lin 用电信息采集系统的建设与应用 [期刊论文] 《电力信息化》2012年9期

[4] 袁建英YUAN Jian-ying 用电信息采集系统高级应用构想 [期刊论文] 《电力需求侧管理》2011年6期

[5] 张莉莉 用电信息采集系统建设及技术选型浅析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》2012年22期

电力系统通信论文篇5

关键词：电网故障诊断 ；故障诊断方法；展望

Abstract: this paper introduces the network fault diagnosis of the significance and all kinds of fault diagnosis methods, and the current power grid failure diagnosis direction was studied, and prospected.

Keywords: power grid failure diagnosis; Fault diagnosis method; looking

中图分类号：U665.12文献标识码：A 文章编号

1引言

我国电力正处于一个高速发展的时期，电力系统的迅速发展、受端负荷的持续增长、跨区域联网规模的扩大、电力工业市场化改革以及生态环境的约束使电网结构和运行方式日趋复，使电网状态趋近其运行极限，系统运行的不稳定因素增多，种种情况导致因偶发故障引发大规模停电风险的概率增高。电网是国民经济发展的大动脉，一旦发生大面积停电[1]，后果不堪设想。客观上讲，电力系统作为一个庞大的、高度复杂的动态系统，常处于不同的扰动之中，故障的发生又往往是无法完全避免的，这些问题给电网故障诊断提出了新的挑战。随着我国电力工业的发展，故障诊断研究具有很大的现实意义和实用价值[2]。

2 电网故障诊断方法研究

电力系统故障诊断是根据事发环境下各类信息进行故障识别的过程。电力系统发展使得电网的规模越来越大，结构越来越复杂，电网发生故障关系到电力系统安全稳定运行的重要问题。为了适应各种简单和复杂事故情况下故障的快速、准确识别，需要电网故障诊断系统进行决策参考。因此，从20世纪80年代起国内外专家学者们进行了大量的研究工作，提出了多种故障诊断技术和方法[3]，主要有专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论、贝叶斯网络、基于电网潮流分布特征法和信息理论法。下面分别介绍这几种应用在电网故障诊断的研究发展状况。

2.1专家系统法

专家系统是发展最早，也是比较成熟的一种人工智能技术。它利用计算机技术将相关专业领域的理论知识和专家的经验知识融合在一起，通过数据库、知识库、推理机、人机接口、解释程序和知识获取程序的有机连接，达到具备解决专业领域问题的能力。

70年代初期专家系统就被引入到电网故障诊断研究领域。其在电网故障诊断[4]中的典型应用是基于产生式规则的系统，即把保护、断路器的动作逻辑以及运行人员的诊断经验用规则表示出来，形成故障诊断专家系统的知识库，进而根据报警信息对知识库进行推理，获得故障诊断的结论，具有直观性、实时性和有效性；能够在一定程度上解决不确定性问题；能够给出符合人类语言习惯的结论并具有相应的解释能力等优点。但是不可避免在实际应用中存在一些缺陷：知识获取瓶颈、系统维护难、容错能力差等问题。现在多是将专家系统与其他方法结合起来进行故障诊断。

2.2 人工神经网络

人工神经网络是通过模拟人类的神经系统来处理信息过程的一种人工智能技术。它具有并行处理、非线性映射、联想记忆能力和在线学习能力等特点，在电力系统和其他领域中都有着广泛的应用。

电网中不同的故障组合模式会产生不同的故障信息组合模式，可以将故障诊断问题视为模式识别问题，采用人工神经网络进行处理。为此需要建立比较完全的训练样本，用预选事故集作为输入，故障信息集作为监督输出，对神经网络进行训练。文献[5]较早将BP(误差反向传播)神经网络应用于电力系统故障诊断，但该方法存在训练速度慢的缺点。径向基函数（RBF）神经网络具有任意函数逼近能力，且学习速度更快，因此文献[6]提出用新型神经网络解决故障诊断问题。与专家系统诊断方法相比, 神经网络故障诊断方法可避免专业知识和专家启发性知识的形成、表达及管理等繁琐工作。同时, 如何保证训练神经网络所用的样本库的完全性、提高训练速度和收敛性，仍是神经网络需要重点解决的问题。

2.3 优化技术

随着计算机技术和计算数学的发展，国内外学者提出了多种优化算法，采用优化算法进行电网的故障诊断是一种新的思路。采用优化算法需要根据电网故障的特点设定假想事故集的目标函数或适应度函数，各种优化算法根据适应度值对假想事故集进行更新，直至搜索到适应度最大的假想事故集,以作为最终故障诊断的结果。其实质是将故障诊断问题转化为无约束的一整数规划问题进行寻优处理。目前研究得较多的是遗传算法、禁忌搜索、模拟退火等算法等等。

2.4 Petri网

Petri网是数学家C.A.Petri于1960-1965年提出的一种通用的数学模型，可用图形表示，并用矩阵运算进行严格的数学描述。Petri网既可用位置节点（Place）和变迁节点（Transition）对系统进行静态的结构分析，又可以通过节点上的令牌（Token）进行动态的行为分析，可用于描述电网故障及切除的离散事件动态行为。

Petri网作为一种简洁、高效的形式化语言，在故障诊断领域有着巨大的潜力。但另一方面，在对大规模或复杂性网络进行网建模时，可能出现状态组合爆炸的情况,，而且Petri网容错能力较差，不易识别错误信息。为此还需研究对网进行化简和分解的归纳分析技术,或考虑采用更高级的有色网。

2.5粗糙集理论

粗糙集理论是一种新的研究不完整、不确定且不精确信息的表达、学习和归纳的数学工具。它建立在分类机制的基础之上，将分类理解为等价关系， 用这些等价关系对特定空间进行划分，提取出组涵的“知识”，知识约简是粗糙集理论的核心内容之一。

文献[7]根据电网故障信息中的冗余性，利用粗糙集理论对不同故障模式所对应的警报信息组合进行化简，识别出必不可少的警报信息，在决策表中剔除可有可无的警报信息，以便从样本数据中提炼出简洁、高效、具有一定容错能力的规则知识库。粗糙集理论用于电网故障诊断的缺点是有些先验信息不能得以有效利用, 且电网规模过大时, 决策表的形成也会比较困难。

2.6 模糊集理论

模糊集理论是在模糊集合理论的基础上发展起来的，它采用模糊隶属度的概念来描述不精确、不确定的对象，并采用近似推理规则，使专家知识得以有效表达，且具有很强的容错能力。

综上可看出，模糊集理论比较适合用来处理电网故障诊断中继电保护动作的不确定性和故障信息的不完备性。文献[8]不仅引人了保护和断路器的动作信息，而且按额定值将遥测量进行模糊化用于故障诊断，为故障诊断的多信息融合提供了新的思路。采用模糊集理论进行电网故障诊断也存在一些问题：像隶属度函数的选择无明确的标准、可维护性较差等。所以在电网故障诊断领域中，模糊集理论通常与其他诊断方法相结合，互相渗透、取长补短。

2.7贝叶斯网络

贝叶斯网络是基于图论和严格的概率理论的一种不确定性知识表达和推理模型。目前贝叶斯网的理论研究主要集中在其网络的构造、学习、推理和应用等几个方面。它将因果知识和先验概率信息有机结合，使用概率理论来处理不同知识成分之间因条件相关而产生的不确定性，同时它能够有效的进行多源信息的表达和融合。

基于贝叶斯网络及其改进方法的电网故障诊断方法[9]能针对电网故障中存在的信息不完备和不确定性问题，建立完备和不完备信息下的贝叶斯网络模型进行故障诊断，但该方法需要先验概率信息，给出的亦是故障概率，而且贝叶斯的训练复杂，从理论上讲，它是一个NP-complete问题，也就是说，对于现在的计算机是不可计算的。但是，对于某些应用，这个训练过程可以简化，并在计算上实现。

2.8 基于电网潮流分布特征法

基于电网潮流分布特征法[10]立足故障前后电网潮流分布特征的变化，借助支路开断分布因子，智能选择量测支路和量测数据,在线预生成故障模式库，供不断提取的潮流分布特征模式进行匹配，具有快速、准确、自适应智能诊断的特性。

此方法能自适应跟踪电网运行方式并动态选择量测对象和量测数据，在线分析电网潮流分布特征与网络结构变化的关系，以提取潮流分布特征与故障模式库中模式进行匹配来实现电网故障的在线诊断。文[10]中算例表明，此方法准确高效，具有在线自适应智能诊断的功能，有助于提高把握网络事态和正确应对事故的能力。

2.9 信息理论法

信息理论由Shannon于1948年首先提出，它从概率论出发,建立了信息熵、互信息等概念，比较科学地解决了概率信息的测度问题。目前，信息的统计定义已扩展到能够对非统计意义的信息予以度量。从信息理论的角度看，电网故障诊断还可视为一个多信息融合[11]的过程。如何将保护和断路器的动作信息、遥测量信息、录波信息、历史统计信息及专家经验信息等多种信息加以有效综合利用，这些难题将来也许可借鉴多信息融合技术中的信号处理、参数优化、统计和模式识别等方法加以解决。

3.结论

本文介绍了电网故障诊断的意义及其各种故障诊断方法的研究状况，为以后研究电网故障诊断的学者们奠定了一定的基础，具有现实的意义。

4.电网故障方法研究展望

电力系统是一个分布式的高维数、高度非线性的动态系统，而且有一系列比较特殊的物理特点，受其影响，电网的故障诊断也有一些比较突出的难点。目前，电网发生故障时候，故障信息反应为电气量、继电保护和开关量的异常变化。而事实表明：依靠单一信息往往不能满足诊断的性能要求，多源信息的异构特性，加上诊断中的不确定性，使综合利用多源信息以及信息融合非常困难，目前这方面的理论研究也还远远不够，所以信息融合技术方法研究是以后研究的方向。

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电力系统通信论文篇6

关键词：配电自动化；智能配电网；通信平台；配电网网架

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）03-0-02

0 引 言

配电网直接面向用户，属电网最后一公里。配电网的拓扑结构是否合理是实现基本功能的物理基础，与之匹配的通信系统是配电自动化系统基础应用与高级应用的支撑平台。配电自动化系统既涵盖一次设备、线路又包括保护与自动化等二次设备技术领域。智能配电网是配网自动化的高级阶段，是配电自动化的终极目标与应用的最高形式。

1 国内外配电自动化的发展和现状

1.1 国外配电自动化技术的发展状况

根据配电自动化系统的实际运行情况，国外配电自动化技术可分为三种类型：第一类主要包括美国、英国和日本，其特点是发展速度快，运行效果好。尤其日本近60%的线路实现了馈线自动化，个别地区覆盖面超过80%，供电可靠性因此得到很大提升；第二类包括新加坡、韩国等。新加坡电网拓扑结构已经实现网格状布局，配电自动化系统覆盖了中低压配电网，用户年停电时间为0.31分钟，大大提高了供电可靠性；第三类主要包括印度、泰国等。其特点是多应用系统集成，规模大，且相互兼容。

1.2 国内配电自动化技术的发展状况

我国配电自动化主要采用引进、消化、吸收、改善等多种方式来实施和推进。最初，从引进日本的配电网自动化设备，不断消化吸收，逐步启动了配电网自动化系统的建设工作。采用分期分批试点、总结、提升至推广应用的模式，在部分城市开展了配电自动化系统实施工作，到目前为止，已完成了多个城市的配电自动化实用化功能验收工作。其技术路径为：从配电自动化关键技术研究到试点与示范工程，再到推广应用，取得了大量的工程经验和有效数据。其发展也经历了馈线自动化、简约配电自动化到复杂配电自动化应用不断深入的过程。

2 典型配电自动化系统的构成

配电自动化系统硬件主要由后台主站、配电终端和通信平台组成；应用软件由配电自动化应用软件平台体系支撑。其系统构成及其在系统中的定位如图1所示。配电主站与配电终端构成其核心系统，调度自动化系统及变电站综合自动化系统与该系统关系密切。配电终端采集的配电网运行及状态数据，通过通信平台系统传输至后台数据存储服务器，后台应用服务器则完成数据分析处理，实现其应用功能。配电自动化系统利用信息总线，与生产、营销等相关应用系统互联，完成信息交互，实现数据共享。其中，主站是配电自动化系统的监控、管理中心，实现数据监控、分析和处理；配电终端实现一次设备的实时数据采集和控制；通信系统为数据采集、传输与远程控制提供通道支撑；信息总线则是基于IEC61968标准的总线机制，可以实现各个系统之间的数据共享。

2.1 配电自动化系统的应用功能

配电自动化系统应用包括配电系统运行及状态数据采集、传输与分析等基本功能，实现 “一遥”即遥信功能或“二遥”即遥信与遥测功能，如全节点全断面的量测、控制、保护功能等；基础应用：配电电网监控、管理、运行维护、检修等，实现“二遥”即遥信与遥测功能或“三遥”即遥信、遥测与遥控功能。如生产运行管理、营销管理、负荷监控和用户管理等；高级应用：配电系统故障定位/隔离/自动恢复供电，实现 “三遥”即遥信、遥测及遥控功能或“四遥”遥信、遥测、遥控及遥调功能。如故障隔离与自愈，负荷转供等。还包括分布式电源的控制与管理，配电主站系统与市调EMS、县调EMS、智能计量系统、生产管理PMS、生产指挥抢修平台等其他系统的数据共享和应用集成，以及其他定制化应用等。

应用软件系统基于实时数据库、历史数据库，具备自诊断、自恢复功能，确保数据安全性；可实现在线检测系统软硬件运行状态、网络负载等功能；对具备冗余配置的设备，能自动切换到冗余设备运行。

系统按照IEC61968/IEC61970标准的总线机制，与相关业务系统互联，扩展与其它应用系统之间的信息共享，为配电自动化系统高级应用奠定了基础条件；另外，系统采用开放的体系结构，各平台分层构建，具有很强的扩展能力；同时，系统采用面向设备的标准模型及面向服务的架构等先进技术，完全满足配电系统点多面广的特征。

2.2 配电自动化系统的物理平台

2.2.1 配电网典型网架结构

配电网拓扑网架结构网格化，每个单元网格内要确保有两个以上的相对独立的电源，才能确保配电自动化基本功能的实现。一般典型网架结构单元如图2所示。这些单元主要有放射状、手拉手、环网甚至网格状等形式。配电网网架由以上一个或几个单元级联而成。

2.2.2 配网自动化系统的通信平台

配电通信系统应结合配电系统的网架结构特征，采取多种通信方式相结合的原则来建设。主要的通信方式有光纤专网、配电线载波、无线专网和无线公网等。各种通信方式应采用统一接口规范。每种通信方式各有优缺点，应结合实际，确定组合方式。光纤通信技术具有传输频带宽、容量大、衰减小等优点，已在电力系统中广泛应用。配电线载波通信方式充分利用现有电力线作为载体，实现模拟或数字信号传输。无线公网通信方式具有覆盖面广，维护成本低等优点。

配电自动化典型通信系统如图3所示。具备遥控功能的配电自动化区域应优先采用专网通信方式；依赖通信实现故障自动隔离的馈线自动化区域宜用光纤专网通信方式。采用无线公网通信方式时应符合相关安全防护措施和可靠性规定要求。

2.3 配电自动化系统定位

在纷繁复杂的电力系统中，为便于理解，现将各类自动化系统梳理如下：对配电网而言，调度自动化和配网自动化构成了调配一体化；而配网自动化是由变电站综合自动化和配电自动化作为支撑；用电自动化也可以理解为低压配电自动化，与配电自动化构成配用一体化；配网自动化和配用一体化又构成了营配一体化；调配一体化和营配一体化构成了营配调一体化。目前这些划分没有统一严格的定义和区分标准。图4所示为各类自动化系统关系图。

3 配电自动化是智能配电网的基本功能

配电自动化是智能配电网的初级形式，是智能配电网的基础。配电自动化系统首先实现了配网运行工况的监测功能，在具备条件的情况下，可分别实现“一遥”、“二遥”或“三遥”功能。

智能配电网是配电自动化发展的未来。智能配电网在满足配电自动化的一般功能基础上，逐步实现其高级应用功能。智能配网是配电自动化的发展与延伸，配网自动化是智能配网的基础；配网自动化是智能配网的基本功能与基础应用，智能配网更多关注的是基于配网自动化基础之上的高级应用。

智能配网与配网自动化两个信息化应用系统都是建立在完善的配电网架与多种形式的通信平台上，是信息流与功率流的融合。智能配电网依托完善的采集、通信、信息平台等，实现对自我状态的持续监测，对电网运营状态给出准确判断，并通过智能分析形成决策，自动进行综合调控，实现故障定位和切除，迅速恢复电力供应，并进行故障分析，缩短故障处理时间，使得电网运营状态趋向最优。

智能电网最有可能在配网系统实现，即智能配电网是未来主动配电网实现的必要条件。实现大规模接入可再生能源和清洁低碳能源，提高电能对化石能源的替代程度，促进低碳经济和节能减排的开展；推进需求侧管理，节能降耗、提高能效，促进能源和电力资产的高效利用；实现电网、电源和用户的信息共享，支持电网与用户互动。

4 结 语

配电网特征是点多、面广、线长、变化快、通信环境差；配电自动化涵盖了电力系统一次、二次设备，装置及通信技术，要求复合专业型人才。配电自动化实施是一个系统工程，且随着新技术、新材料的出现，其方案也在不断完善。其功能也从基本功能、基础应用到高级应用渐进式实现。只有从系统论的视角，统一规划，分期分批分区域实施，才能实现每批每期每区不同的应用效果，最终逐步实现智能配电网的愿景。

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电力系统通信论文篇7

关键词 灰色理论；负荷预测；灰色预测；基本理论

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0175-01

1 负荷预测的目的和意义

电力系统的重要工作之一，就是负荷预测。其预测的准确与否对于电力市场的建立具有重要的意义，这主要表现在如下几个方面：：1）准确的负荷预测是电力系统经济运行的主要依据。它可以使调度部门经济地安排、调整机组运行方式和电网购电计划等。2）准确的负荷预测是电力系统安全分析的基础。它可使安全分析得出的结论更接近真实，及时发现系统临界状态，确保电力系统运行的安全性和稳定性。3）准确的负荷预测是合理安排电网运行的基本要求。为了确保电网的可靠性运行，各种发电设备和供电设备都要在运行一段时间后检修，而准确的负荷预测可以使调度部门合理安排设备检修和机组的启停，以充分保证发电备用容量的充足和电网运行环境的可靠。通过上面的论述可知，对于电厂内部发电机组的经济合理的投入和停用，始终保持电网安全可靠地运行，降低不必要的并网容量，检修计划的合理安排，发电成本的降低，经济效益的提高和社会的稳步发展，电力负荷的准确预测都是至关重要的。

2 国内外对于电力负荷研究的现状

电力负荷的预测是近几十年发展起来的科学预测技术，这种负荷预测的技术在国外开始研究的较早。并且在实际的工作当中，将这种技术逐步的应用。通过漫长的认识过程，我国才开始重视负荷预测。在新的市场体制下，电力网高速的发展推动下，迫使负荷预测被提到了一个新的高度。多年以来，无论是国内学术界，还是国外学术界，都对电力系统的负荷预测进行了大量而充分的研究。截止到目前，已经有上百种方法被提出用于负荷预测。但是，大多数还处于研究阶段，并未得到实际的应用。

从20世纪六、七十年代开始至今，对于负荷预测，大体上可以分成两个阶段：第一个阶段，这一个阶段，还在沿用传统的方法进行负荷预测。也就是，在这个阶段，沿用了在经济领域使用的预测技术。对于负荷序列本身的规律的研究，是这一阶段研究的重点。通过对负荷的历史状况与其他相关因素之间的关系，完善并建立了统计模型。在第一阶段中，使用的预测方法主要有以下几种：回归分析法、时间序列法、趋势外推法。第二个阶段，在这个阶段，一些智能化的预测手段被提出，如：通过建立专家系统模型，人工神经网络模型等，对负荷进行预测。与此同时，灰色系统理论、非线性系统理论、小波分析理论等技术方法被提出。

3 灰色系统的基本理论

使用电力负荷的历史数值和现在数值，来预测出未来数值，是负荷预测的一大特点。因此，研究人员需要通过科学合理的预测手段，才能对所研究的随机不确定事件做出准确地分析预测，进而获得负荷的未来发展趋势及可能出现的状况。但是，对于电力负荷的未来，其发展又是不确定的，一定会受到来自各个方面的影响，例如：人类的生产活动，复杂多变的气候等等。并且，来自各个方面的影响又不是确定不变的，是在时刻变化发展的，无形当中又增加了预测的难度。对于复杂多变的外部影响，有些是人们根据经验可以预先判断的，而有些是无法预见到的，再有一些临时的突况，就会直接影响到预测的准确性。作为一门新兴的科学预测手段，灰色理论是通过对不完全确知的信息进行研究，通过对现在已经掌握的部分信息进行提取，整理，生成有价值的信息，从而形成对未来发展的有效控制。介于黑色系统和白色系统之间的系统，既是灰色系统。而信息不完全的系统是，对于信息只是掌握了一部分的系统。严格意义上来说，相对于黑色系统与白色系统，灰色系统是绝对的。相应的，我们可以使用“黑”和“白”来分别表示信息的未知和信息的完全明确，使用“灰”来表示一部分信息已知，一部分信息未知。所以，可以对于信息不知的系统定义为黑色系统，对于信息已知的系统定义为白色系统，一部分信息已知、一部分未知的系统定义为灰色系统。由此可知，灰色系统的一大特征就是信息的不完全性。灰色系统理论又与数据统计有根本上的区别，前者是对于未来科学规律的研讨，而后者是对于历史规律的研讨。灰色系统理论又与模糊数学存在本质区别，在于对内涵和外延处理的方式不同。前者体现在着重外延的明确性，后者体现在着重内涵的明确性上。从分析的手段上来看，灰色系统又与传统的方法一致，即整体化、优化、模型化原则。灰色系统分析法较比传统的数理统计又存在几大优点：对于不确定量，使之量化，利用灰色数学来处理不确定量，使之量化，进而知道事物在任何时刻的运动规律；不是把对数据的观测过程作为研究手段，而是通过累加或者累减来使变化的灰色量逐渐白化作为预测手段。从以上所介绍的负荷预测理论相关知识可以看出，不确定因素始终贯穿于整个灰色预测的全过程，同时也受到来自外界的不断变化的诸多因素的影响。据此，由于误差的存在，无论使用哪一种预测的方法，都直接影响到预测的准确性，误差小，能够达到高准确性，误差大，就会降低准确性。

4 灰色预测在短期和中长期负荷预测中的意义

作为电力部门，负荷预测是一项常规的日常工作。无论对于用户来说，还是对于电力企业本身来说，预测结果的准确与否，都直接关系到用户或者企业的利益。正确的预测电力负荷，既能保证为人民日常生活提供充足的电力，也为全国电力规划的编制提供了充分的依据。综上，准确的电力负荷预测，既能保证工业的正常运作，又能促进国民经济的快速发展。

5 结论

目前，负荷预测从开始的研究提出，到现在的广泛应用，至今仍在发展。至今，从负荷预测的方法、负荷预测的技术，以及分析思路上都在继续不断创新。同时，也是指导我们进行负荷预测研究的指南针。

参考文献

电力系统通信论文篇8

【关键词】IEC 61850；变电站；保护；协议；电力系统通信

1、简介

现代电力自动化系统的正常运作依赖于可靠、稳定的信息交互，包括自动化系统内部通信以及与其他自动化系统的通信。国际电工委员会制定IEC61850的目的即在于规范电力自动化系统的通信。

IEC61850定义了一系列的抽象通信服务用于IED、本地人机接口以及控制中心之间的信息交互。这些服务需要通过抽象通信服务接口映射至具体的网络协议中进行通信，IEC61850推荐采用MMS和TCP/IP协议【1】。

2、IEC 61850在变电站中的应用

本节将基于变电站自动化系统的某些典型功能来分析IEC61850的通信服务，以及如何利用IEC61850的逻辑节点以及数据对某个功能进行建模。

2.1断路器的控制与监视

以变电站中的断路器为例。间隔层IED通过数字开出连接到开关线圈，通过数字开入连接到位置指示。操作命令从站控主机通过IEC 61850站层总线发送到间隔层IED。收到操作请求后，判断联锁条件，间隔层IED激活开关线圈进行相关操作，通过位置指示判断操作结果，最终返回相关信息给站控主机【2】。

该功能相关的IEC 61850数据模型如图1所示。站控主机通过对逻辑节点CSWI来操作断路器的，而逻辑节点XCBR用来抽象模型化来自断路器的信息，逻辑节点CILO提供关于开、关断路器所需要的联锁信息【3】。

站控主机发出对数据对象“CSWI.Pos.stva”的操作请求后，间隔层将先检查联锁信息，若联锁信息提示允许动作，将激活连接到断路器开路线圈的输出。然后，间隔层控制器监视断路器的位置信息。如果操作成功，则向站层控制器发送一个命令结束报文（CmdTerm）。

另一方面，断路器的位置变化信息需要及时上送站控主机。IEC61850定义了报告模型以实现此功能。间隔层IED上一般配置有报告控制模块，用于监视某数据集。例如在我们的例子里面数据CSWI.Pos.stVal的值发生了变化，IED将发送相关信息至站控主机。

2.2电流和电压的采样

通过CT和VT对一次侧电流电压进行采样后，得到的数字采样值需传输到对应IED，计算电流、电压幅值与角度、有功和无功功率等。图2通过数据模型解释了上述过程。逻辑节点TCTR和TVTR是单相电流互感器和电压互感器的抽象模型。逻辑节点MMXU代表计算结果，图中显示的是相电压。IEC61850支持利用通信网络直接传输来自CT/VT数字采样值到间隔层IED。

采样值的传输对实时性要求很高，特别是采样值用于保护功能的时候。IEC 61850-5要求传输延时不能大于3毫秒。另外还规定采样值报文必须传输到多个接收端。客户/服务器模型或网络7层模型不能达到以上要求。因此，服务利用了多播机制，并映射ASN.1编码的报文到以太网，并采用了优先级机制以保证实时性【4】。

3、IEC 61850在变电站外部的应用

3.1IEC61850在发电领域的应用

发电领域中有三个方向利用了IEC61850的基本概念来进行面向对象的域建模。

IEC 61850-7-410，该标准用于监视和控制水力发电厂的通信。这个标准中定义了电力系统功能的逻辑节点：各种控制功能，跟发电机励磁相关的功能。这些新的逻辑节点并没有针对水力发电厂，而是面向各种大型发电厂。

IEC 61850-7-420-分布式电源的通信系统（DER），是用于不同DER设备和控制系统之间的信息交互。这个标准定义了一个普通DER系统的逻辑节点以及往复式动力机（汽轮机）、燃料电池、光电伏系统或热电结合设备这类DER相关设备的模型。

IEC 61400-25系列定义了用于风力发电厂组件与SCADA系统之间通信的逻辑节点。

3.2IEC61850在广域通信的应用

IEC 61850可应用于变电站之间或者变电站与控制中心之间的广域网通信。

1.保护功能，如线路电流差动保护、有允许和闭锁方案的距离保护、方向和相位比较式保护、联锁分闸、广域预言保护和变电站完整保护方案。

2.控制功能，如自动重合闸、联锁、交叉触发、甩发电机或负荷、失步检测和拓扑结构确定高压网络。

IEC61850-90-2论述了利用IEC61850实现变电站与远方控制中心或其他电力系统层面的通信。

4、结论

IEC 61850作为当前最为全面、统一的变电站通信领域国际标准，得到了越来越广的应用，从变电站内部通信领域扩展至电力系统中的其它自动化领域，如发电控制系统、广域通信与保护等。本文研究了IEC61850在上述领域的应用，并重点讨论了相关的关键技术。

参考文献

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[2]薛诚星.电力系统通讯协议及 IEC61850 体系的研究与应用[D].厦门：厦门大学，2007.

电力系统通信论文篇9

关键词：电动助力转向 助力特性 模糊控制

中图分类号：U463.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0118-02

电动助力转向系统是集合安全、环保和节能为一体的助力转向技术，它的助力特性属全车速感应型，通过对EPS控制器进行软件的编程设定，能够方便地对系统的助力特性进行调节，使汽车可以在不同工况下获得相应的助力特性，从而提高驾驶员在转向时的路感和手感。与传统的液压助力转向系统相比，电动助力转向系统的助力机构由复杂的液压机构变成了依靠电动机产生助力的系统，系统通过控制助力电动机电流的方向和幅值，实现为转向器提供助力扭矩的要求，提高了汽车在低速行驶时转向操纵的轻便性；同时又保证了汽车在高速行驶时稳定的转向手感，从而提高高速行驶时的操纵稳定性。由于取消了液压泵、储液罐、液压管路等液压系统，电动助力转向系统比液压助力转向系统更容易进行装配和检测，能耗低，也更环保。[1-4]在汽车产品环保、低能耗和智能化的大方向下，目前国外多家大型公司的EPS产品已经成功装配于微、轻型轿车，国内对EPS的研究已经取得了一定的成果，但与国际先进水平依然存在一定的差距。着眼于未来的汽车转向系统巨大的潜力，开发EPS系统，尤其制定性能可靠的EPS控制策略对于提高我国汽车行业的竞争力具有一定的现实意义。

1 电动助力转向系统结构原理

1.1 电动助力转向系统结构

电动助力转向系统主要由装在转向器输入端的转向（转矩）传感器、机械式转向器、车速传感器、电子控制单元（ECU）、电动机、减速器和电源等组成。[4，5]ECU根据作用在转向盘上的转向转矩信号以及车速信号、发动机转速信号等，决定EPS系统是否投入工作。当转向盘转动时，经过对其转矩信号的采集、判断和处理后，根据ECU存储器中制定的助力特性，控制电动机的旋转方向和作用在电动机上的助力转矩电流的大小及作用时间。通过减速器将辅助动力施加到转向系统中，从而完成助力转向的实时控制。低速行驶时助力作用大，转向轻便；高速行驶时减小助力，以提高路感和操纵稳定性。

1.2 电动助力转向系统的控制策略

EPS系统的主要功能给助力电动机提供一个合适的驱动力、保持良好的转向路感，同时确保转向响应速度、抑制来自转向系统内部的振动和路面不平造成的振动和冲击。EPS系统控制策略主要包括转向助力控制、回正控制和阻尼控制等。而转向助力控制是其基本的控制策略。在汽车转向过程中，ECU根据驾驶员作用在转向盘上的输入转矩和当前车速信息，由存储在ECU中的助力特性决定应提供多大的助力电流给电动机，从而得到与不同行驶工况相适应的转向助力。图1所示为EPS系统的助力控制过程框图，ECU根据转向盘转矩传感器检测到的转矩信号和车速传感器检测到的车速信号V，由转向助力特性确定电动机的目标电流，之后由电流控制器控制电动机的电流，使电动机输出目标助力矩Tm。

EPS的助力特性由嵌入其ECU中的程序设置，可以输出任意形状的助力特性曲线，且调节方便。该文采用如图2所示的一种折线型的助力特性曲线，该特性曲线由直线行驶区I、强路感区II和轻便转向区Ⅲ等三个助力区域组成。在无转向或转向角非常小的中心区域对应助力曲线采用直线行驶区I；轻便转向区则是对应转向角较大的区域；强路感区介于二者之间。

折线型助力特性曲线可用以下函数表示，式中，、分别为助力特性曲线的梯度，其具体数值随车速的增加而减小，Td为转向盘输入力矩。该助力曲线的特点是转向助力与转向盘力矩成分段线性关系，易于编程实现。

（1）

2 基于模糊控制的转向助力控制

2.1 电动助力转向系统数学模型

电动助力转向系统的数学模型由转向机构机械模型、电动机模型、ECU控制算法模型等模块组成，[8，9]根据EPS系统各模块间的联系建立系统仿真模型如图3所示。输入为系统给定信号即转向盘转矩和反馈信号即电动机的电流I，输出为作用到转向轴下端的转角degree和助力力矩。

2.2 模糊规则的建立

模糊集合理论（FuzzySetTheory）1965年由Zadeh教授提出，模糊控制是基于“专家知识’或操作经验，采用语言规则表示的一种人工智能控制策略。[8，9]电动机助力电流的控制决策所采用的是一个双输入单输出的模糊控制器。输入量分别为转向盘转矩和车速V，输出量是电动机的助力电流。该文设的论域为[1，10]，单位是N・m，V的论域为[0，120]，单位是km/h。设的论域为[0，28]，单位是A。制定好控制规则，建立转向助力电流决策的模糊控制器后，可以得到该系统助力特性三维图，如图4所示。从图中可以清晰地看到不同车速、转向盘输入转矩下对应的助力电机转向助力电流值。

3 系统仿真运行结果

图5中分别为车速在00km/h、40km/h及60km/h下的转向助力特性曲线，曲线表明该文制定的助力控制策略是符合实际EPS系统在行驶过程中对转向助力的要求的。通过该控制策略能得到与不同工况相匹配的转向助力电流值。

4 结语

该文通过分析EPS系统的关键技术和工作原理对电动机特性参数与EPS系统的匹配进行了讨论，完成了EPS系统各部件的选型及数学模型的建立。设计了一种基于模糊控制的EPS系统转向助力控制策略，并在simulink中进行了仿真，得到了在不同车速和转向盘转矩输入下的转型助力特性曲线，该控制器对助力电机的电流具备较高的响应速度，所制定的转向助力控制策略和控制方法基本可以满足实际EPS系统的要求。

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电力系统通信论文篇10

关键词：变电站；自动化系统；网络通信

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0070-01

随着我国计算机技术以及网络通信技术的不断发展，使得变电站的自动化系统也得到了快速的发展，并且同时也由集中式发展变成了现在的分层式发展。所以，在变电站的自动化系统中，网络通信技术起到了非常关键的作用，这让变电站自动化网络通信不得不进一步提高可靠性和高效性。文章就对当今变电站自动化网络通信系统的发展进行分析。

1 当今变电站自动化网络通信的发展状况

在当今时代，变电站自动化系统已经得到了较快的发展，并且站内的通信系统也得到了加强。在20世纪90年代初，就已经出现了很多种变电站通信方案，最常用的一种方式就是主从通信方式，这种方式虽然很简单，但是对于通信的串行点对点也存在着缺陷。后来，在我国引进各种先进技术之后，对组网的能力也进行了增强，使得在变电站自动化系统中得到了应用，同时也使得变电站自动化的通信网建成了。

2 变电站自动化网络通信系统应满足的要求

①响应能力较强。在变电站自动化系统中，数据网络的作用就是将现场的运行和操控信息都做到及时的传输。所以，对于电力企业中的变电站自动化系统，一定要拥有一套非常严格的实时响应指标，让网络通信系统具备快速较好的响应能力。

②具有较好的抗干扰性和可靠性。在变电站自动化系统中，都会因为周围的环境因素而对网络通信进行干扰，如果变电站自动化系统出现故障，不仅影响到数据的正常传输，同时还会对整个变电站造成严重的影响。所以，在变电站自动化系统中，对于网络通信必须要有很高的抗干扰性和可靠性，进而保证现场信息的顺畅传输。

③分层式结构。当今的变电站自动化系统，都是有分层结构所决定的。所以，要想从根本上对变电站自动化系统进行分层分布式的结构改革，首先就要对通信系统进行分层，让整个系统的每个层次都拥有各自的特殊性能要求。

3 网络通信在变电站自动化系统中的应用

3.1 局域网通讯方式在变电站自动化系统中的应用

对于局域网，按照拓扑结构进行划分，可分为主从网与对等网两种结构。在实际的应用中，主从网容易形成瓶颈，而导致整个通信网络产生阻塞现象；在理论上，对于变电站通信网中的每一个节点的地位和重要性都是相同的，所以大多数情况下都会采用平等式的网络结构。从20世纪90年代开始，国际上就出现了一种面向对象的局域网络技术，该技术拥有很高的性能，并且非常适合用于采集和控制等工业环境，同时它也拥有很多的衍生品种。但在一般的情况下，都会采用平等式的网络结构，该结构不仅遵循国际ISO/OSI协议，同时还有较高的传输速率和抗干扰能力，成为了国内SAS中的最流行的一种通信技术。现在的网络已经十分健壮，并且以太网的带宽甚至还达到了10 Mbit/s或是以上，因此，现在的厂家也已经开发了很多种全以太网的SAS。例如，在国电南自的PS-6000变电站系统中，它所采用的是10 M/100M以太网通信网络，而IED设备就可以通过相应的接口直接与以太网相连了。在变电站自动化系统中应用开放式的TCP/IP协议，可以使得与广域网的连接更加方便，同时与复合网相比，还能省去相应的网络接口设备，不仅减少了工作人员的维修和护理工作量，同时也简化了整个变电站自动化系统。

3.2 以太网通信技术在变电站自动化系统中的应用

对于该技术，在实际应用中分为了全双工交换式的以太网和虚拟局域网两种方式，下面就对其分别进行分析。

对于交换式以太网，是利用交换机而将以太网分成了很多个微网段，并且网段的极大程度微化同时增加了每个网段的带宽和吞吐量。每一个微网段就是一个子冲突域，在它们之间都用交换机进行相应的隔离，同时，对于交换机的每个端口，还要形成数据通道，让数据信息可以通过私有的通道而传送到下一个节点，进而使得在整个变电站自动化系统中，对于数据的输入和输出而不存在竞争通道的现象了。所以，利用交换式以太网，在一定程度上就对可利用的带宽进行了增加，不仅对数据的及时传送进行了保证，同时也从根本上对区域的冲突进行了降低，使得变电站自动化系统中的以太网得到了通信的延迟，进一步增强了可预测能力。

而虚拟局域网的出现，不仅对传统的网络观念进行了打破，同时也使得当今的网络结构变得更方便、更灵活。它可以对物理位置的限制进行有效的克服，通过一组特定的设备形成广播域，不仅让带宽更加合理的使用，同时也对网络的安全可靠性进行了增强。它可以根据相应部门的智能对象或是应用的对象不同，而将地理位置根据网络用户来进行网段的划分。而由于虚拟局域网的内部和外部是通过路由而进行了连接的，所以，利用虚拟局域网的以太网，无论是在通信协议上还是在网络结构上，都是开放式的。而从理论上或是网络本身来讲，对于现场的控制单元和管理单元，都是对等的，同时也应受到相同的服务，但是在实际工作的控制中，由于工业的要求，使得控制单元在数据传输时与普通单元都进行了实时性和安全性的特殊服务，因此，在变电站自动化系统中，采用虚拟局域网技术，需要做好逻辑的分割工作。

综上所述，网络通信技术在很大程度上推动了变电站自动化系统的发展，而由于数据传输在变电站自动化系统中起着重要作用，所以，开发既经济又可靠的数据通信系统已经成为了当今变电站自动化系统中的核心。但根据变电站的实际工作环境和自动化系统的要求，使得变电站自动化网络通信系统在发展的同时也受到很多因素的干扰。因此，无论是厂家还是运行单位，在对变电站自动化网络通信系统进行设计和选择时，都要考虑变电站的实际地位环境、需求以及规模等因素。

4 结 语

本文通过对变电站自动化网络通信系统的研究，来说明了网络通信系统在整个变电站自动化系统中的作用，使得变电站的工作人员在选择合适的数据通信系统时，能将变电站的周围环境以及工作需求都进行进一步的掌握，从而提升数据传输的及时性和可靠性，让整个变电站系统的工作效率大幅度的提高。

参考文献：

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