Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Power System Protection Modelling with IEC 61850 and IEC 61499
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The nature of the power system is changing; what was once a clearlydened generation-transmission-distribution-consumer power ow is nowshifting towards a distributed infrastructure, with great amounts of variablerenewable sources in the system. The penetration of alternative energieslike solar and wind have represented a game changer for the electricpower industry, diminishing the traditional dominance of fossil fuel basedsources, and moving towards a more renewable mixture. All this wasmade possible due to severe climate regulations, both in the Europeanand global framework, as well as ever decreasing installation, operationand maintenance costs for these novel technologies.However, the penetration of renewable energies brings challenges to thereliability and stability of the power system, which must be tackled accordingly.Fortunately, the tools are there, standards like the IEC61850 andIEC61499 were independently designed, and for dierent purposes. TheIEC61850 standard strives for inter-operability and vendor-independencewithin the substation design eld, specically in regards to the data objectsexchanged between the devices. On the other hand, the IEC61499standard is used for the design of industrial distributed systems.This report aims to answer the question: is it possible to generate anIEC61499 description which complements an IEC61850 substation speci-cation? To this end, an IEC61850-IEC61499 interface was created, whichtakes an IEC61850 substation specication description, as well as a seriesof conguration les (rules, connections, allocation, parameters) andgenerates extended descriptions of the substation, as well as a fully operationalIEC61499 system specication. This can be directly imported inthe 4DIAC tool, and executed to evaluate the performance of the designedprotection systems, in a network of distributed or centralized devices.A series of test cases were evaluated, and the obtained results demonstratethat it is possible to bridge the gap between IEC61850 and IEC61499,thus enabling power system engineers to assess the performance of a certainprotection scheme, before actually implementing it in the substation.This potentially reduces human errors and development times. The interfacewas implemented in Java p.l. and is distributed as an open sourceproject.

Abstract [sv]

Kraftsystemets karaktär förändras, vilket en gång var ett klart definie-rat generations-kraftnät-distributionsnät-konsumentflöde, Växlar nu mot en distribuerad infrastruktur, med stora mängder av förnybara källor i systemet. Inträngningen av alternativa energier som sol och vind har representerat en spelväxlare för elkraftindustrin, vilket allvarligt minskar den traditionella dominansen av fossila bränslebaserade källor och går mot en mer förnybar blandning. Allt detta gjordes på grund av svåra klimatbestämmelser, både inom den europeiska och globala ramen, samt att minska installationskostnaderna, driftskostnaderna och kostnaderna av underhållning, för denna nya teknik.Införandet av förnybara energikällor medför emellertid allvarliga utmaningar för kraftsystemets tillförlitlighet och stabilitet, vilket måsteåtgärdas i enlighet med detta. Lyckligtvis finns verktygen där standarder som IEC61850 och IEC61499 var självständigt utformade och för olika ändamål. IEC61850-standarden strävar efter interoperabilitet och leverantörsoberoende inom substationsdesignfältet, särskilt när det gäller de dataobjekt som utbyts mellan enheterna. Å andra sidan används IEC61499standarden för konstruktion av industriella distribuerade system.Denna rapport syftar till att svara på frågan: är det möjligt att generera en IEC61499 beskrivning som kompletterar en IEC61850 substationsspecifikation? För detta ändamål, ett IEC61850-IEC61499 gräns-snitt skapades, detta tar en IEC61850-specifikationsbeskrivning för stationen, liksom en grupp konfigurationsfiler (regler, anslutningar, allokering, parametrar) och genererar utökade beskrivningar av substation samt en helt operativ IEC61499-systemspecifikation, som direkt kan importeras i 4DIACverktyget, och exekveras för att utvärdera prestanda hos de utformade skyddssystemen, i ett nätverk av distribuerade enheter.En serie testfall utvärderades. De erhållna resultaten visar att det är möjligt att överbrygga klyftan mellan IEC61850 och IEC61499 och göra det möjligt för kraftsystemingenjörerna att bedöma prestanda för ett visst skyddsschema innan de faktiskt implementeras i substationen. Detta minskar potentiellt mänskliga fel och utvecklingstider. Gränssnittet implementerades i Java p.l. och distribueras som ett open source-projekt.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 81
Series
TRITA-EECS-EX ; 2019:182
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-254404OAI: oai:DiVA.org:kth-254404DiVA, id: diva2:1331871
External cooperation
Vattenfall
Educational program
Master of Science - Electric Power Engineering
Examiners
Available from: 2019-06-27 Created: 2019-06-27 Last updated: 2019-06-27Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14139 kB)61 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14139 kBChecksum SHA-512
31663cfe35785ed34c98ecbe49c3a8135ec925eb4f698fa8bc81feaa8f3b58e5691511080c2c970c4d18b773882c9c2fa561d1ee233fa794aaa973e5bf0ccdde
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 61 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 103 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf