Details

Предметом исследования является методология сохранения, передачи и программной обработки атрибутов качества информационных потоков стандарта МЭК 61850 при их конвертации в формат осциллограмм COMTRADE. Цель работы — разработка и программно-архитектурное обоснование метода интеграции битов качества стандарта МЭК 61850 в файлы осциллограмм COMTRADE без нарушения обратной совместимости с существующим программным обеспечением и внесения метрологических искажений в измерительные сигналы. В ходе выполнения работы был проведён комплексный анализ нормативной базы ЕЭС России и международных стандартов. Выявлена фундаментальная проблема потери критически важных метаданных качества (validity, test, source, operatorBlocked) при записи цифровых потоков Sampled Values (SV) и GOOSE в классическую структуру формата COMTRADE. Проанализированы различные подходы к решению проблемы. В качестве основного решения предложен и обоснован метод декомпозиции атрибутов качества в массив стандартизированных дискретных каналов с явным семантическим связыванием через индексную структуру в конфигурационном файле (.INF). Для верификации предложенного метода разработано специализированное программное обеспечение ComtradeViewer, обеспечивающее парсинг и визуализацию ассоциированных логических трендов качества. Доказана практическая значимость разработанного подхода для повышения скорости и достоверности поставарийного анализа, а также предотвращения ложных расследований инцидентов при отказах систем синхронизации времени и проведении технического обслуживания ВАПС. Основными инструментами при разработке ПО были язык программирования C++ и программная библиотека Dear ImGui с расширением ImPlot.

The main subject of the research is the methodology for storing, transmitting, and programmatically processing the quality attributes of IEC 61850 information flows during their conversion to the COMTRADE oscillogram format. The objective of this work is to develop and provide a software and architectural justification for a method of integrating IEC 61850 quality bits into COMTRADE oscillogram files without compromising backward compatibility with existing software or introducing metrological distortions into measurement signals. During the course of this work, a comprehensive analysis of the regulatory framework of the UES of Russia and international standards was conducted. A fundamental issue was identified regarding the loss of critical quality metadata (validity, test, source, operatorBlocked) when recording Sampled Values (SV) and GOOSE digital streams into the classic COMTRADE format structure. Alternative approaches to solving the problem were analyzed. As the main solution, a method is proposed and justified for decomposing quality attributes into an array of standardized discrete channels with explicit semantic linking via an index structure in a configuration file (.INF). To verify the proposed method, specialized software called ComtradeViewer was developed to parse and visualize associated logical quality trends. The practical significance of the developed approach has been demonstrated in terms of increasing the speed and reliability of post-failure analysis, as well as preventing false incident investigations in the event of time synchronization system failures and during digital substation maintenance. The main tools used in the software development were the C++ programming language and the Dear ImGui software library with the ImPlot extension.

• Обозначения и сокращения
• Введение
• Основная часть
  • 1.Квалификационная часть
    • 1.1. Исходные данные и определение объёма задачи
    • 1.2. Выбор шкафов системы РЗА для элементов ПС
      • 1.2.1 Шкафы защит для линий W11E, W12E, W21E, W22E
      • 1.2.2 Шкафы защит для трансформаторов T31E, T32E
      • 1.2.3 Шкафы защит для ШСВ QKE
      • 1.2.4 Шкафы защит для шин K1E, K2E
      • 1.2.5 Выбор шкафов ПАС и ПДС
      • 1.2.6 Основное решение по сбору данных для системы
      • 1.2.7 Разработка схемы ИТС
    • 1.3. Расчёт объёма трафика в сети
      • 1.3.1 Расчёт трафика SV-потоков
      • 1.3.2 Расчёт трафика GOOSE-потоков
      • 1.3.3 Расчёт оборудования ЛВС для АСУ ТП
  • 2.Научно-исследовательская часть
    • 2.1.Постановка конкретной задачи для реализации
    • 2.2. Анализ различных методов инкапсуляции битов к
      • 2.2.1. Анализ метода LSB-стеганографии в формате B
      • 2.2.2. Анализ метода LSB-стеганографии в формате F
      • 2.2.3. Анализ метода записи маски качества в виде
      • 2.2.4. Анализ метода структурного расширения струк
      • 2.2.5. Анализ метода декомпозиции качества на диск
      • 2.2.6. Описание реализации основного технического
    • 2.3. Атрибутирование метаданных
      • 2.3.1. Анализ нормативных требований к структуре ф
      • 2.3.2. Обоснование необходимости семантического св
      • 2.3.3. Вариант 1. Структура с явным ассоциативным
      • 2.3.4. Вариант 2. Индексная структура с флагом рас
      • 2.3.5 Сравнительный анализ и обоснование выбора Ва
    • 2.4. Практическая реализация технического решения
      • 2.4.1 Обзор разработанного ПО для просмотра осцилл
      • 2.4.2 Сценарии практического применения и оценка э
• Заключение
• Список используемых источников
• Приложение А. Распределение SV-потоков по ТТ/ТН