电工电气杂志社

基于变电站过程层装置电压并列切换优化设计

来源：电工电气发布时间：2025-05-28 08:28浏览次数：6

基于变电站过程层装置电压并列切换优化设计

徐宏，孙常胜，秦妙华，李晓斌

(东方电子股份有限公司，山东烟台 264000)

摘要：针对目前变电站过程层装置电压并列及切换功能的处理方式复杂低效，且具有过分依赖 CPU 处理性能的局限性，提出了一种电压并列及切换的优化设计方法。该方法可充分发挥现场可编程门阵列(FPGA)资源的能力，有效减轻 CPU 的工作负担，不仅给出了二进制逻辑判断方法，而且简化了 CPU 与 FPGA 交互流程，提高了采样值(SV)发送报文时效性及稳定性。通过在采集执行单元装置上进行对比验证，该优化设计方法满足功能要求，整个处理过程实时、可靠，并有效降低了 CPU 运行负荷以及 SV 发送报文离散度值，在实际应用中具有可行性。

关键词： 电压并列；电压切换；采样值；功能设计

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2025)05-0028-10

Optimal Design of Voltage Parallel and Switch Based on

Substation Process Layer Device

XU Hong, SUN Chang-sheng, QIN Miao-hua, LI Xiao-bin

（Dongfang Electronics Co., Ltd, Yantai 264000, China）

Abstract: At present, the processing methods of voltage parallel and switching functions of process layer devices in substations are complex and inefficient, and it has the limitation of relying too much on CPU processing performance. On this basis, this paper puts forward an optimal design method of voltage parallel and switch, which can give full play to the ability of field programmable gate array(FPGA) resources,effectively reduce the workload of CPU, not only propose a binary logic judgment method, but also simplify the interaction process between CPU and FPGA, and improve the timeliness and stability of sampled values (SV) sending messages. Finally, by contrast verification on the acquisition execution unit device, the results shows that the optimized design method meets the functional requirements, the whole processing process is real-time and reliable, and the CPU running load and the message dispersion value sent by SV are effectively reduced,the improved design method is feasible in practical application.

Key words: voltage parallel; voltage switch; sampled values; functional design

参考文献

[1] 吕航，杨贵，胡绍谦. 智能变电站网络传输可靠性评价方法[J]. 电气技术，2023，24(2) ：59-63.

[2] 张洪，刘庆国，鄂士平. 智能变电站二次系统优化方案探讨[J]. 电气技术，2021，22(3) ：84-88.

[3] 陆飞，尹琪，吴鹏．智能变电站过程层信息流图研究与应用[J]. 电气开关，202l，59(6) ：82-85.

[4] 黄忠胜，刘娟. 采用 SV 和 GOOSE 共口传输的过程层组网方案[J] . 电力系统及其自动化学报，2019，31(3) ：102-106.

[5] 刘鹏，刘东超，邓劲东，等. 多采样频率合并单元设计与实现[J]. 电工技术，2024(16) ：121-123.

[6] 陈天香，王若醒，魏勇. 数字化变电站新技术的发展现状及其对行业影响浅探[J] . 电力系统保护与控制，2009，37(7) ：86-90.

[7] 邱智勇，陈建民.500 kV 数字化变电站组网方式及 VLAN 划分探讨[J] . 电工电能新技术，2009，28(4) ：60-65.

[8] 王宾，倪江，董新洲. 智能变电站行波选线技术应用通信方案分析[J] . 电工电能新技术，2014，33(10) ：1-6.

[9] 林宇锋，钟金，吴复立. 智能电网技术体系探讨[J] .电网技术，2009，33(12) ：8-14.

[10] 徐科，张会建，邢立功. 典型数字化变电站网络结构下电压切换方式的研究[J] . 电力系统保护与控制，2009，37(21) ：99-102.

[11] 张文亮，刘壮志，王明俊，等. 智能电网的研究进展及发展趋势[J]. 电网技术，2009，33(13) ：1-11.

[12] 陈树勇，宋书芳，李兰欣，等. 智能电网技术综述[J].电网技术，2009，33(8) ：1-7.

[13] 余贻鑫，栾文鹏. 智能电网述评[J]. 中国电机工程学报，2009，29(34) ：1-8.

[14] 黄灿，郑建勇，梅军. 基于 FPGA 的数字化变电站电压并列与切换设计[J] . 电力系统保护与控制，2010，38(22) ：196-199.

[15] 任红旭，朱建斌，王龙飞，等. 一种可配置的合并单元电压并列与切换方案研究[J] . 电力与能源，2015，36(2) ：192-195.

[16] 李英明，郑拓夫，周水斌，等. 一种智能变电站合并单元关键环节的实现方法[J] . 电力系统自动化，2013，37(11) ：93-98.

[17] 国家电网公司. 智能变电站合并单元技术规范：Q/GDW 426—2010[S]. 北京：中国电力出版社，2010 ：19-23.

[18] 国家电网公司. 模拟量输入式合并单元检测规范：Q/GDW 11015—2013[S]. 北京：中国电力出版社，2013 ：5-7.

[19] 国家电网公司. 智能变电站合并单元测试规范：Q/GDW 691—2011[S]. 北京：中国电力出版社，2011 ：2-4.

[20] 黄未，周家旭，张武洋. 智能变电站合并单元现场测试技术研究[J]. 东北电力技术，2014，35(1) ：11-12.

[21] 桂小智，马政，潘本仁，等. 基于数据类型扩充的智能变电站通信建模[J] . 电工电能新技术，2022，41(2) ：35-41.

[22] 乔洪新，黄少锋，刘勇. 基于二次插值理论的电子式互感器数据同步的研究[J] . 电力系统保护与控制，2009，37(15) ：48-52.

[23] 吴在军，胡敏强．基于 IEC 61850 标准的变电站自动化系统研究[J]. 电网技术，2003，27(10) ：61-65.

[24] 任雁铭，秦立军，杨奇逊. IEC 61850 通信协议体系介绍和分析[J]. 电力系统自动化，2000，24(8) ：62-64.

返回索引列表

SUBSCRIPTION MANAGEMENT

发行征订

基于变电站过程层装置电压并列切换优化设计