一種環網分布式母線保護同步方法
2023-06-05 12:29:16 1
一種環網分布式母線保護同步方法
【專利摘要】本發明公開了一種環網分布式母線保護同步方法，包含環網母線保護的採樣同步，定值壓板同步，時間同步三個方面。對於採樣同步採用固定延時加測量延時並實時修正採樣報文延時修正域，環網母線保護間隔單元獲得所有間隔單元採樣報文後，通過解析延時修正域中採樣延時進行軟體插值同步。採用源端同步的方法來實現定值壓板同步，定值壓板可在環網母線保護任意間隔進行同步。採用基於最小地址的時間同步方法，能夠保證在最極端失去外對時源的情況下，環網母線保護各間隔仍具有很高的對時精度。本發明效果在於採樣同步實現方法簡單，同步不需要外部同步源，同步精度高。
【專利說明】一種環網分布式母線保護同步方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應用於電力系統繼電保護保護裝置新方法。特別涉及環網分布式母線保護同步技術，能夠解決環網母線保護對同步技術的要求。
【背景技術】
[0002]隨著智能化變電站的發展，分布式母線保護由於具有面向間隔，適應就地下放，簡化二次迴路接線等特點，成為適應智能變電站工程應用需求的最佳解決方案。分布式母線保護根據系統架構可分為有主站式和無主站式兩種:配置主站和子站，子站僅向主站交互數據，子站間無數據交互的為有主站式分布式母線保護，這也是目前國內智能站常用的方式。另一類無主分布式母線保護僅配置間隔單元(子站)，間隔單元間通過環網網絡依次串接交互數據，由各間隔單元構成整套母線保護。
[0003]國內外對無主式母線保護研究主要集中在間隔間的通訊網絡，可見文獻包括基於令牌環光纖雙環通信網以及基於交換機技術的環網拓撲結構。限於通信技術水平，無法形成成熟產品。
[0004]有主分布式母線保護目前採用點對點及組網方式在實際工程用應用，其同步一般採用以下方式:點對點採樣利用軟體插值同步，組網則需要外部對時源進行序號同步。對於無主式環網母線保護，同步技術將是一個關鍵技術，同步方法及同步精度將對母線保護影響巨大。
【發明內容】
[0005]本發明的目的提供一種環網分布式母線保護同步方法，解決現有技術的不足，成功應用於環網母線保護裝置中。
[0006]為達到以上目的，本發明是通過以下技術方案來實現的。
[0007]—種環網分布式母線保護同步方法，其特徵在於:包括採樣同步、定值壓板同步和時間同步:
所述採樣同步採用環網延時修正域的採樣同步方法，具體包括以下步驟:
1)當某間隔的採樣值報文經過本間隔時，將實時測量環網母線保護本間隔與前一個相鄰間隔的延時時間與採樣值報文在本間隔的駐留時間之和實時寫入該間隔的報文的延時修正域；
2)採樣值報文每經過I個間隔對延時修正域進行修正，直到採樣數據傳輸完所有間
隔;
3)本間隔獲取其它所有間隔的採樣值報文，解析報文中的合併單元額定延時及延時修正域延時後，利用軟體插值的方法進行採樣同步；
所述定值壓板同步採用源端同步的方法，在環網母線保護任意間隔進行同步；
所述時間同步採用最小地址優先的同步方法，通過特殊管理報文接收環網中兩個對時源的對時報文，當兩個對時源均有效時採用地址較低的對時源報文；當檢測到只有I個對時源有效時則採用該對時源；當兩個對時源均失效時，採用內部對時機制。
[0008]本發明的有益效果是:
(I)採樣同步實現方法簡單，同步精度高，不依賴於外部同步源。
[0009](2)定值壓板同步可在任意間隔實現，同步速度快，具有很高的可靠性。
[0010](3)採用最小地址優先的時鐘同步方法能夠很好解決環網中各間隔對時問題，具有對時精度高，冗餘度高等特點。
[0011]本發明很好的解決了環網母線保護各間隔間同步這一技術難題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1環網分布式母線保護及同步示意圖；
圖2環網分布式母線保護採樣同步示意圖；
圖3環網分布式母線保護定值壓板同步示意圖；
圖4環網分布式母線保護時間同步示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合框圖對本發明做具體介紹。
[0014]圖1為環網分布式母線保護及同步示意圖。如圖所示分布式母線保護由對等的間隔單元構成，間隔單元之間採用雙向環網連接，帶寬1000M。各間隔單元將本間隔的數據採集後通過環網共享至其他所有間隔單元，由各間隔獨立完成母線保護功能。各單元動作後僅跳本間隔開關。
[0015]由於各間隔單元對等，本發明的同步方法包含採樣同步，定值壓板同步以及時間同步。採樣同步技術保證採樣同步精度，定值壓板同步保證各間隔的一致性，時間同步維持各間隔的時鐘精度。
[0016]圖2為環網分布式母線保護採樣同步示意圖。如圖所示環網母線保護由六個間隔單元構成，各間隔參考IEEE1588的對時機制，基於鏈路收發迴路延時一致的前提下採用對稱法計算出相鄰節點之間的鏈路傳輸延時Tl，T2, T3, T4, T5, T6(其中Tl為間隔I至間隔2之間的傳輸延時，Τ2為間隔2至間隔3之間的傳輸延時，Τ3為間隔3至間隔4之間的傳輸延時，Τ4為間隔4至間隔5之間的傳輸延時，Τ5為間隔5至間隔6之間的傳輸延時，Τ6為間隔6至間隔I之間的傳輸延時)。各間隔單元從接收報文到報文轉發出去的報文駐留時間tl，t2, t3, t4, t5, t6 (tl為採樣值報文在間隔2的駐留時間，t2為採樣值報文在間隔3的駐留時間，t3為採樣值報文在間隔4的駐留時間，t4為採樣值報文在間隔5的駐留時間，t5為採樣值報文在間隔6的駐留時間，t6為採樣值報文在間隔I的駐留時間)。
[0017]環網中傳輸的採樣值報文維護一個延時修正域，當採樣值報文經過該間隔時通過上述兩個時間實時修正該延時修正域。用於記錄報文總的傳輸延時。
[0018]以間隔單元I收到的採樣數據在環網中單向傳輸為例，各間隔接收到的延時修正域中傳輸時延如下:
間隔1:0 間隔 2:t6+Tl 間隔 3:t6+Tl+tl+T2間隔 4:t6+Tl+tl+T2+t2+T3
間隔 5:t6+Tl+tl+T2+t2+T3+t3+T4
間隔 6:t6+Tl+tl+T2+t2+T3+t3+T4+t4+T5
結合各單元額定延時(Td,數字採樣取自合併單元額定延時,傳統採樣固定延時)，以間隔6來看，各間隔採樣環節總的延時如下: 間隔6採樣總延時:Td6
間隔5採樣到達間隔6總延時:Td5+ t4+T5
間隔4採樣到達間隔6總延時:Td4+ t4+T5+t3+T4
間隔3採樣到達間隔6總延時:Td3+ t4+T5+t3+T4+t2+T3
間隔2採樣到達間隔6總延時:Td2+ t4+T5+t3+T4+t2+T3+tl+T2
間隔 I 採樣到達間隔 6 總延時:Tdl+ t4+T5+t3+T4+t2+T3+tl+T2+t6+Tl
間隔6得到上述各間隔的採樣延時，採用軟體插值的方法進行採樣同步。
[0019]若考慮環網最多接入36個間隔單元，基於1000M的傳輸速率，採樣值報文從間隔I到間隔36總的鏈路延時小於160us，考慮到各間隔乙太網抖動及各間隔晶振偏差，總的抖動時間小於I us。按照36個間隔,最大傳輸時延小於165 US0能夠滿足米樣值報文傳輸延時小於3ms，報文的傳輸延時抖動小於IOus要求。當配置為雙向環網時，上述鏈路延時將大大減小。
[0020]圖3為環網分布式母線保護定值壓板同步示意圖。如圖所示在間隔I進行定值壓板同步時，間隔I作為源端向間隔廣間隔6發送定值同步報文，各間隔反饋後，間隔I以文件方式將定值壓板傳送至各個間隔，各間隔接收文件後寫入定值緩存。上述步驟結束後，間隔I通過快速報文下發定值更新報文，各間隔統一更新定值。同理間隔4也可作為源端進行上述操作。
[0021]圖4為環網分布式母線保護時間同步示意圖。如圖所示任選兩個間隔配置人機互動模件接入GPS/北鬥對時源，正常情況下，兩個間隔單元通過環網向其他間隔發送對時報文。其他間隔接收對時報文後，按照最小地址優先的方法進行對時報文處理，即間隔地址較低的對時報文優先，如圖所示採用間隔I (地址為I)的對時報文。當間隔I失去對時源後，各間隔自動切換為間隔2的對時報文。當間隔1，間隔2同時失去時鐘源後，自動選用間隔I本身維護的時鐘晶片進行環網授時。
[0022]以上已以較佳實施例公布了本發明，然其並非用以限制本發明，凡採取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種環網分布式母線保護同步方法，其特徵在於:包括採樣同步、定值壓板同步和時間同步: 所述採樣同步採用環網延時修正域的採樣同步方法，具體包括以下步驟: 1)當某間隔的採樣值報文經過本間隔時，將實時測量環網母線保護本間隔與前一個相鄰間隔的延時時間與採樣值報文在本間隔的駐留時間之和實時寫入該間隔的報文的延時修正域； 2)採樣值報文每經過I個間隔對延時修正域進行修正，直到採樣數據傳輸完所有間隔; 3)本間隔獲取其它所有間隔的採樣值報文，解析報文中的合併單元額定延時及延時修正域延時後，利用軟體插值的方法進行採樣同步； 所述定值壓板同步採用源端同步的方法，在環網母線保護任意間隔進行同步； 所述時間同步採用最小地址優先的同步方法，通過特殊管理報文接收環網中兩個對時源的對時報文，當兩個對時源均有效時採用地址較低的對時源報文；當檢測到只有I個對時源有效時則採用該對時源；當兩個對時源均失效時，採用內部對時機制。
2.根據權利要求1所述的環網分布式母線保護同步方法，其特徵在於:定值壓板同步時，間隔I作為源端向其它間隔發送定值同步報文，其它各間隔反饋後，間隔I以文件方式將定值壓板傳送至其它各個間隔，其它各間隔接收文件後寫入定值緩存；間隔I通過快速報文下發定值更新報文，其它各間隔統一更新定值。
【文檔編號】H02H7/22GK103715766SQ201310700082
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】葉品勇, 唐治國, 陳新之, 張雲, 徐頔飛, 陳慶旭 申請人:南京國電南自電網自動化有限公司