基於pon網絡通信的電流差動保護系統及其保護方法
2023-10-07 21:14:09
基於pon網絡通信的電流差動保護系統及其保護方法
【專利摘要】本發明公開一種基於PON網絡通信的電流差動保護系統及其包括方法，所述保護系統包括差動保護裝置、PON網絡和IEEE1588V2時鐘；所述的PON網絡包含OLT、ONU、分光器，其中OLT位於變電站內，分光器、ONU安裝在配網饋線各分段開關處；差動保護裝置交流插件連接分段開關處的電流互感器，通信插件連接ONU；IEEE1588V2時鐘接入PON網絡的OLN終端的上聯口。所述差動保護方法採用IEC61850-9-2協議的幀格式通過PON網絡實現差動保護間的電流採樣值交換，進而計算差動電流和制動電流，判斷故障發生情況。克服了傳統通訊方式速度慢費用高的缺點，解決了同步及PON網絡傳輸抖動問題。
【專利說明】基於PON網絡通信的電流差動保護系統及其保護方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基於P0N網絡通信的電流差動保護系統及其保護方法，用於擴展 電流差動保護交流量傳輸媒介，以擴大電流差動保護應用範圍，屬於電力系統繼電保護領 域。
【背景技術】
[0002] 配電網配置合理的繼電保護設備有利於快速準確地隔離故障、提高供電質量。目 前配電網饋線故障處理模式一般建立在配電網輻射性網絡的前提下，採用階段式過流保護 或與饋線自動化（FA)組合方式。隨著智能電網的不斷推進，大量分布式電源接入配電網， 使得配電網由單電源輻射狀變為多電源複雜網絡，原先基於輻射性網絡的傳統故障處理越 來越難以滿足智能配電網自愈的要求。
[0003] 電流差動保護由於其優越的速動性、靈敏性和選擇性廣泛地應用於輸電線路。實 現線路電流差動保護需要線路兩側之間採樣模擬量（Sample Value，簡稱SV)快速、可靠的 交換，現有的方法是採用專用光纖通道或者基於SDH/PDH技術的復用通道來實現，但在配 電網架設專用光纖或SDH/TOH通訊設備，存在費用高且通訊速率慢等缺陷。
[0004] 以太無源光網絡（EP0N)因其具有高帶寬、低成本、易維護等優點而成為現代配電 網自動化通訊主流方式之一，因此復用EP0N通訊網絡是實現配電網饋線差動保護的理想 選擇。
[0005] 有鑑於此，本發明人對此進行研究，專門開發出一種基於P0N網絡通信的電流差 動保護系統及其保護方法，本案由此產生。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種基於P0N網絡通信的電流差動保護系統及其保護方法。 克服了傳統通訊方式速度慢費用高的缺點，解決了同步及P0N網絡傳輸抖動問題，結合比 例差動保護原理，擴大了差動保護的應用範圍。
[0007] 為了實現上述目的，本發明的解決方案是：
[0008] 基於P0N網絡通信的電流差動保護系統，包括差動保護裝置、P0N網絡和IEEE1588 V2時鐘；所述的P0N網絡包含OLT、0NU、分光器，其中0LT位於變電站內，分光器、0NU安裝 在配網饋線各分段開關處，0LT、分光器、0NU通過單芯光纖連接；所述的差動保護裝置交流 插件連接分段開關處的電流互感器，通信插件連接〇NU ;IEEE1588 V2時鐘接入P0N網絡的 0LN終端的上聯口。
[0009] 上述方案中，所述的P0N網絡是指EP0N或GP0N，支持IEEE1588 V2協議；所述的 0LT、0NU設置為邊界時鐘或透明時鐘，所述的差動保護裝置設置為從時鐘。
[0010] 上述基於P0N網絡通信的電流差動保護系統的保護方法，包括如下步驟：
[0011] 1)IEEE1588 V2時鐘發送同步報文通過P0N網絡至所有的差動保護裝置，實現差 動保護裝置採樣同步；
[0012] 2)差動保護裝置採集分段開關處的三相電流採樣數據（SV)，並以IEC61850-9-2 協議幀格式通過P0N網絡發送給相鄰差動保護裝置；
[0013] 3)差動保護裝置接收相鄰差動保護裝置的SV，為了克服網絡延時抖動帶來的影 響，差動保護裝置設置一採樣數據緩存隊列，隊列長度L滿足L彡D nrt _X fsamp/1000,其中 Dnet_max為最大網絡延時抖動，單位ms，D net max取2ms?10ms，fsamp為保護採樣率。差動保護 裝置採樣數據緩存隊列用來存儲接收到的對側差動保護裝置的SV，差動保護裝置上電後一 旦與對側差動保護裝置建立通訊連結，等待SV填滿採樣數據緩存隊列後才開放差動保護， 之後每一次中斷從採樣數據緩存隊列頭部取出對側SV與對應時刻的本側SV參與差動保護 運算，並刪除隊列頭部SV，對於本中斷新接收到的一個或多個SV按順序插入隊列尾部，如 沒有收到對側差動保護裝置的SV，則不插入。
[0014] 4)採用式⑴動作方程判斷是否發生區內故障：
【權利要求】
1. 基於PON網絡通信的電流差動保護系統，其特徵在於：包括差動保護裝置、PON網絡 和IEEE1588V2時鐘；所述的P0N網絡包含0LT、0NU、分光器，其中0LT位於變電站內，分光 器、0NU安裝在配網饋線各分段開關處，0LT、分光器、0NU通過單芯光纖連接；所述的差動保 護裝置交流插件連接分段開關處的電流互感器，通信插件連接〇NU;IEEE1588V2時鐘接入 P0N網絡的0LN終端的上聯口。
2. 如權利要求1所述的基於P0N網絡通信的電流差動保護系統，其特徵在於：所述的 P0N網絡是指EP0N或GP0N，支持IEEE1588V2協議。
3. 如權利要求1所述的基於P0N網絡通信的電流差動保護系統，其特徵在於：所述的 OLT、0NU設置為邊界時鐘或透明時鐘，所述的差動保護裝置設置為從時鐘。
4. 如權利要求1所述的基於P0N網絡通信的電流差動保護系統的保護方法，其特徵在 於包括如下步驟： 1. IEEE1588V2時鐘發送同步報文通過P0N網絡至所有的差動保護裝置，實現差動保 護裝置採樣同步； 2) 差動保護裝置採集分段開關處的三相電流採樣數據（SV)，並以IEC61850-9-2協議 幀格式通過P0N網絡發送給相鄰差動保護裝置； 3) 差動保護裝置接收相鄰差動保護裝置的SV，為了克服網絡延時抖動帶來的影響，差 動保護裝置設置一採樣數據緩存隊列，隊列長度L滿足L彡DnrtmaxXfsamp/1000,其中Dnrtmax 為最大網絡延時抖動，單位ms，Dnrtmax取2ms?10ms，fsamp為保護採樣率。差動保護裝置採 樣數據緩存隊列用來存儲接收到的對側差動保護裝置的SV，差動保護裝置上電後一旦與對 側差動保護裝置建立通訊連結，等待SV填滿採樣數據緩存隊列後才開放差動保護，之後每 一次中斷從採樣數據緩存隊列頭部取出對側SV與對應時刻的本側SV參與差動保護運算， 並刪除隊列頭部SV，對於本中斷新接收到的一個或多個SV按順序插入隊列尾部，如沒有收 到對側差動保護裝置的SV，則不插入； 4) 採用式（1)動作方程判斷是否發生區內故障：
式中，Ii、12、1"為線路各側電流相量，1<!為差動電流值，L為制動電流值，1。_為差動 保護最小動作門檻值，為比例制動係數。
【文檔編號】H02H7/26GK104410052SQ201410513511
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】柴鐵洪, 張凱愷 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江紹興市上虞區供電公司