变电站智能电子设备的动态重构技术

发布时间：2020-02-15 08:01

【摘要】：研究了变电站智能电子设备(IED)动态重构系统和方法,通过引入通用即插即用(UPnP)协议,结合IEC 61850模型和服务,实现IED的即插即用和状态监测,同时提出了通用IED的设计方法。采用Petri网方法在线评估IED的运行状态,及时发现IED异常或故障,并提出了镜像模式和通用模式两种方法,在备用IED上动态重构故障IED主要自动化功能的安全合理流程。构造了通用IED样机和管控主机,测试了即插即用、状态监测、在线评估和动态重构方法。研究结果表明,UPnP协议可以灵活、有效地实现IED的发现、监测、管理和控制,满足即插即用要求,IED状态监测数据可以直观反映运行状况,IED动态重构方法可以为变电站自动化系统检修提供备用方案,提高系统的可用率。
【图文】：

即插即用,状态变量

２５５．２５０组播组。ＩＥＤ接入网络时，主动发送ＳＳＤＰ报文给２３９．２５５．２５５．２５０组播地址。管控主机接收ＳＳＤＰ报文后，获取并解析设备描述文件（如ｉｅｄｄｅｖｉｃｅｄｅｓｃ．ｘｍｌ），然后获取设备服务描述文件（如ｉｅｄｃｏｎｔｒｏｌＳＣＰＤ．ｘｍｌ），这样可以自动获得ＩＥＤ的ＩＰ地址、服务列表、状态变量列表、动作列表、ＩＥＤ配置描述文件（ＣＩＤ）模型等信息。１．３设备监测与控制在设备发现以后，管控主机获取ＵＰｎＰ状态变量列表，订阅状态变量，当状态变量发生变化时，ＩＥＤ将主动给管控主机上送变化值。ＵＰｎＰ动作与状态变量密切相关，任何动作应与状态变量相关联，管控主机可以随时调用ＩＥＤ的ＵＰｎＰ动作，，管理和控制ＩＥＤ的运行状态。为了监测ＩＥＤ的运行状态，本文定义了状态变量及其相关的动作（见附录Ａ表Ａ１）。１．４ＩＥＣ６１８５０模型和服务变电站ＩＥＤ的ＩＰ地址是静态的。在已知ＩＥＤ地址条件下，数据采集与监控（ＳＣＡＤＡ）主机作为客户端，可以通过ＩＥＣ６１８５０服务动态获取ＩＥＤ服务端的模型。首先通过读数据目录（ＧｅｔＤａｔａＤｉｒｅｃｔｏｒｙ）、数据定义（ＧｅｔＤａｔａＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）服务接口获得ＩＥＤ自描述信息模型，由取值（ＧｅｔＤａｔａＶａｌｕｅｓ）服务接口读取实时值。然后通过设值（ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅｓ）服务接口操作控制块（如报告控制块ＲＥＰＯＲＴ－ＣＯＮＴＲＯＬ－ＢＬＯＣＫ），可实现ＩＥＣ６１８５０自动化功能的即插即用［１０］。综合以上即插即用的内容，本文在ＩＥ

变化曲线,状态变量,样机,变化曲线

ＩＥＤ样机采用ＭＯＸＡＤＡ－６８３工业嵌入式计算机，样机安装了ＱＮＸ６．５．０实时操作系统，ＱＮＸ遵循ＰＯＳＩＸ规范，便于软件移植。作者在管控主机上开发了基于Ｑｔ的动态重构管理软件ｉｅｄＭｏｎｉｔｏｒ，直观地实现了ＩＥＤ状态变量的在线监视、评估、查询和告警处理，以及服务动作调用，能够以镜像和通用模式对故障ＩＥＤ进行动态重构的全流程管理和控制。５．２结果分析本文实现的管控主机设定好采样间隔和时间后，可对监测数据进行连续采样并保存至数据文件。图２所示为２０１３年１２月３日１５：４２左右采集的数据曲线（采样间隔１０ｓ，采样时间４５ｈ），从上到下分别为网卡流量、ＣＰＵ负荷、相对湿度、机箱温度。由于白天室内开了暖气，１２月４日１４：３０左右机箱温度上升至４４℃，相对湿度下降至１２％，ＣＰＵ负荷和网卡流量保持稳定。注意１２月４日１４：３０左右模拟了一次系统死机故障，直到次日０９：００才重新启动，可以看出所有状态都是死数据。图２监测的ＩＥＤ样机状态变量变化曲线Ｆｉｇ．２ＭｅａｓｕｒｅｄｓｔａｔｅｖａｒｉａｂｌｅｃｕｒｖｅｓｏｆｄｅｍｏｕｎｉｖｅｒｓａｌＩＥＤ由曲线图可知，状态监测数据能够直观地反映ＩＥＤ的运行状态，为判断ＩＥＤ运行故障提供了有力的依据。６结语本文引入ＵＰｎＰ协议，结合ＩＥＣ６１８５０服务实现ＩＥＤ的即插即用。通过ＵＰｎＰ协议监测ＩＥＤ运行时的状态变量，采用Ｐｅｔｒｉ网方法在线评估ＩＥＤ的运行状态，及时发现ＩＥＤ异常或故障，并设计了镜像模式

【参考文献】