Статья 7118

Название статьи

МЕТОДИКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ СИСТЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ, РЕАЛИЗУЮЩИХ
ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ЦИФРОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ МЭК 61850 

Авторы

Войнов Артем Сергеевич, магистрант, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), voj49@yandex.ru
Дубинин Виктор Николаевич, доктор технических наук, профессор, кафедра вычислительной техники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), dubinin.victor@gmail.com
Вяткин Валерий Владимирович, доктор технических наук, профессор, кафедра ответственных коммуникаций
и вычислений, Технический университет Лулео (Швеция, г. Лулео, ул. Регнбогсаллен, корп. А), valeriy.vyatkin@ltu.se
Янг Чен-Вэй, аспирант, Технический университет Лулео (Швеция, г. Лулео, ул. Регнбогсаллен, корп. А),
chen-wei.yang@ltu.se

Индекс УДК

004.514 : 621.3.06

DOI

10.21685/2072-3059-2018-1-7

Аннотация

Актуальность и цели. Широкое внедрение интеллектуальных сетей электроснабжения нового поколения (сетей Smart Grid) и цифровых подстанций (ЦПС) определяет необходимость автоматизации большинства этапов их проектирования, включая разработку человеко-машинного интерфейса (ЧМИ).
Целью данной работы является разработка методики автоматической генерации системы функциональных блоков международного стандарта МЭК 61499 (как элемента распределенной SCADA-системы) для взаимодействия оператора с устройствами ЦПС, построенных в соответствии с международным стандартом МЭК 61850.
Материалы и методы. При проведении исследования использовался волновой алгоритм Ли для трассировки соединений, шаблон MVC для проектирования структуры системы автоматизации ЦПС и технология функциональных
блоков стандарта МЭК 61499 для реализации распределенных приложений.
Результаты. В ходе выполнения работы были получены следующие научные и практические результаты: 1) инженерная методика генерации функциональных блоков, реализующих ЧМИ для автоматизации ЦПС МЭК 61850; 2) модифицированный алгоритм Ли, отличающийся от известных возможностью соединения не только узла с узлом, но и узла с уже проложенным соединением, причем в качестве исходной вершины для распространения волны всегда выбирается неподключенная вершина или вершина с наименьшей степенью связности, что позволяет ускорить процесс трассировки пути, а также повысить читабельность экранных представлений электрических схем в ЧМИ; 3) библиотека функциональных блоков, моделирующих и визуализирующих типы устройств ЦПС, а также управляющих ими; 4) автоматический транслятор, преобразующий исходное SCD-описание ЦПС в систему функциональных блоков, реализующую ЧМИ, который в дальнейшем может интегрироваться в систему автоматизации ЦПС в целом.
Выводы. Эффективность предложенной методики автоматической генерации функциональных блоков для создания ЧМИ подтверждается опытом создания и эксплуатации соответствующих инструментальных программных средств, в том числе опробованных на реальных примерах на стенде в лаборатории AIC3 Lab (университет LTU, Швеция).

Ключевые слова

электроснабжения, цифровая подстанция, человеко-машинный интерфейс, алгоритм Ли, шаблон MVC, система SCADA,
функциональный блок, стандарт МЭК 61499, стандарт МЭК 61850, язык описания системы SCL, файл SCD, NxtStudio

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Christensen, J. H. IEC 61499 Architecture, Engineering Methodologies and Software Tools / J. H. Christensen, V. Mařík, L. M. Camarinha-Matos, H. Afsarmanesh // Knowledge and Technology Integration in Production and Services: Balancing Knowledge and Technology in Product and Service Life Cycle, Eds. – Boston, MA : Springer US, 2002. – P. 221–228.
2. Ipakchi, A. Grid of the future / A. Ipakchi, F. Albuyeh // IEEE Power and Energy Magazine. – 2009. – Vol. 7, № 2. – P. 52–62.
3. IEC Standard IEC 61850 – Communication networks and systems for power utility automation, Part 6: Configuration language for communication in electrical substations related to IEDs. – Ed 2, 2009. – URL: https://www.sisconet.com
4. IEC Standard IEC 61499-1: Function Blocks. – Part 1: Architecture, November 2012. – URL: https://webstore.iec.ch/publication/5506
5. Higgins, N. Distributed Power System Automation With IEC 61850, IEC 61499, and Intelligent Control / N. Higgins, V. Vyatkin, N.-K. C. Nair, K. Schwarz // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews. – 2011. – Vol. 41, № 1. – P. 81–92.
6. Yang, C.-W. Towards implementation of Plug-and-Play and distributed HMI for the FREEDM system with IEC 61499 / C.-W. Yang, J. Yan, V. Vyatkin // IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2013) : 39th Annual Conference. – Vienna, Austria,
2013. – P. 5347–5353.
7. Бойченко, О. В. Построение информационной модели цифровой подстанции на основе стандарта МЭК 61850 / О. В. Бойченко, В. С. Дячук // Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – № 4, ч. 2. – С. 39–42.
8. Горелик, Т. Г. Цифровая подстанция. Стратегия реализации / Т. Г. Горелик, Т. В. Дроздова // Релейная защита и автоматизация. – 2012. – № 2. – С. 64–65.
9. Орлов, Л. Л. Инжиниринг систем автоматизации в соответствии со стандартом МЭК 61850 / Л. Л. Орлов, К. А. Сергеев // Релейная защита и автоматизация. – 2013. – № 1. – С. 64–67.
10. Дроздова, Т. Н. «Цифровая подстанция»: Практический опыт. Первое в России внедрение технологии на действующем объекте генерации / Т. Н. Дроздова, Н. Е. Елов, А. П. Морозов // Энергия единой сети. – 2016. – № 3. – С. 54–61.
11. Норенков, И. П. Основы теории и проектирования САПР / И. П. Норенков, В. Б. Маничев. – М. : Высш. шк., 1990. – 335 с.
12. Сайт nxtStudio (nxtControl). – URL: http://www.nxtcontrol.com/
13. Сайт VisualSCL. – URL: http://ase-visual-scl.software.informer.com/1.0/.
14. Х арари, Ф. Теория графов / Ф. Харари. – Изд. 2-е. – М. : Едиториал УРСС,2003. – 296 с.
15. Lee, C. Y. An Algorithm for Path Connections and Its Applications / C. Y. Lee // IRE Transactions on Electronic Computers. – 1961. – Vol. EC-10, № 3. – P. 346–365.
16. Sait, S. M. VLSI Physical design automation: Theory and Practice / S. M. Sait, H. Youssef // World Scientific Publishing Company. – 1999. – Vol. 6. – P. 244–245.

 

Дата создания: 13.06.2018 13:54
Дата обновления: 03.07.2018 14:39