一種環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法，包含環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)的采樣同步，定值壓板同步，時間同步三個方面。對于采樣同步采用固定延時加測量延時并實(shí)時修正采樣報文延時修正域，環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)間隔單元獲得所有間隔單元采樣報文后，通過解析延時修正域中采樣延時進(jìn)行軟件插值同步。采用源端同步的方法來實(shí)現(xiàn)定值壓板同步，定值壓板可在環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)任意間隔進(jìn)行同步。采用基于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(huán)網(wǎng)母線保護(hù)各間隔仍具有很高的對時精度。本發(fā)明效果在于采樣同步實(shí)現(xiàn)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(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)保護(hù)裝置新方法。特別涉及環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步技術(shù)，能夠解決環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)對同步技術(shù)的要求。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能化變電站的發(fā)展，分布式母線保護(hù)由于具有面向間隔，適應(yīng)就地下放，簡化二次回路接線等特點(diǎn)，成為適應(yīng)智能變電站工程應(yīng)用需求的最佳解決方案。分布式母線保護(hù)根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)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(shù)據(jù)，子站間無數(shù)據(jù)交互的為有主站式分布式母線保護(hù)，這也是目前國內(nèi)智能站常用的方式。另一類無主分布式母線保護(hù)僅配置間隔單元(子站)，間隔單元間通過環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)依次串接交互數(shù)據(jù)，由各間隔單元構(gòu)成整套母線保護(hù)。
[0003]國內(nèi)外對無主式母線保護(hù)研究主要集中在間隔間的通訊網(wǎng)絡(luò)，可見文獻(xiàn)包括基于令牌環(huán)光纖雙環(huán)通信網(wǎng)以及基于交換機(jī)技術(shù)的環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。限于通信技術(shù)水平，無法形成成熟產(chǎn)品。
[0004]有主分布式母線保護(hù)目前采用點(diǎn)對點(diǎn)及組網(wǎng)方式在實(shí)際工程用應(yīng)用，其同步一般采用以下方式:點(diǎn)對點(diǎn)采樣利用軟件插值同步，組網(wǎng)則需要外部對時源進(jìn)行序號同步。對于無主式環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)，同步技術(shù)將是一個關(guān)鍵技術(shù)，同步方法及同步精度將對母線保護(hù)影響巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，成功應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)裝置中。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法，其特征在于:包括采樣同步、定值壓板同步和時間同步:
所述采樣同步采用環(huán)網(wǎng)延時修正域的采樣同步方法，具體包括以下步驟:
1)當(dāng)某間隔的采樣值報文經(jīng)過本間隔時，將實(shí)時測量環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)本間隔與前一個相鄰間隔的延時時間與采樣值報文在本間隔的駐留時間之和實(shí)時寫入該間隔的報文的延時修正域；
2)采樣值報文每經(jīng)過I個間隔對延時修正域進(jìn)行修正，直到采樣數(shù)據(jù)傳輸完所有間
隔;
3)本間隔獲取其它所有間隔的采樣值報文，解析報文中的合并單元額定延時及延時修正域延時后，利用軟件插值的方法進(jìn)行采樣同步；
所述定值壓板同步采用源端同步的方法，在環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)任意間隔進(jìn)行同步；
所述時間同步采用最小地址優(yōu)先的同步方法，通過特殊管理報文接收環(huán)網(wǎng)中兩個對時源的對時報文，當(dāng)兩個對時源均有效時采用地址較低的對時源報文；當(dāng)檢測到只有I個對時源有效時則采用該對時源；當(dāng)兩個對時源均失效時，采用內(nèi)部對時機(jī)制。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(I)采樣同步實(shí)現(xiàn)方法簡單，同步精度高，不依賴于外部同步源。
[0009](2)定值壓板同步可在任意間隔實(shí)現(xiàn)，同步速度快，具有很高的可靠性。
[0010](3)采用最小地址優(yōu)先的時鐘同步方法能夠很好解決環(huán)網(wǎng)中各間隔對時問題，具有對時精度高，冗余度高等特點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明很好的解決了環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)各間隔間同步這一技術(shù)難題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)及同步示意圖；
圖2環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)采樣同步示意圖；
圖3環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)定值壓板同步示意圖；
圖4環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)時間同步示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合框圖對本發(fā)明做具體介紹。
[0014]圖1為環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)及同步示意圖。如圖所示分布式母線保護(hù)由對等的間隔單元構(gòu)成，間隔單元之間采用雙向環(huán)網(wǎng)連接，帶寬1000M。各間隔單元將本間隔的數(shù)據(jù)采集后通過環(huán)網(wǎng)共享至其他所有間隔單元，由各間隔獨(dú)立完成母線保護(hù)功能。各單元動作后僅跳本間隔開關(guān)。
[0015]由于各間隔單元對等，本發(fā)明的同步方法包含采樣同步，定值壓板同步以及時間同步。采樣同步技術(shù)保證采樣同步精度，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(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)采樣同步示意圖。如圖所示環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)由六個間隔單元構(gòu)成，各間隔參考IEEE1588的對時機(jī)制，基于鏈路收發(fā)回路延時一致的前提下采用對稱法計算出相鄰節(jié)點(diǎn)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(zhuǎn)發(fā)出去的報文駐留時間tl，t2, t3, t4, t5, t6 (tl為采樣值報文在間隔2的駐留時間，t2為采樣值報文在間隔3的駐留時間，t3為采樣值報文在間隔4的駐留時間，t4為采樣值報文在間隔5的駐留時間，t5為采樣值報文在間隔6的駐留時間，t6為采樣值報文在間隔I的駐留時間)。
[0017]環(huán)網(wǎng)中傳輸?shù)牟蓸又祱笪木S護(hù)一個延時修正域，當(dāng)采樣值報文經(jīng)過該間隔時通過上述兩個時間實(shí)時修正該延時修正域。用于記錄報文總的傳輸延時。
[0018]以間隔單元I收到的采樣數(shù)據(jù)在環(huán)網(wǎng)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(jié)合各單元額定延時(Td,數(shù)字采樣取自合并單元額定延時,傳統(tǒng)采樣固定延時)，以間隔6來看，各間隔采樣環(huán)節(jié)總的延時如下: 間隔6采樣總延時:Td6
間隔5采樣到達(dá)間隔6總延時:Td5+ t4+T5
間隔4采樣到達(dá)間隔6總延時:Td4+ t4+T5+t3+T4
間隔3采樣到達(dá)間隔6總延時:Td3+ t4+T5+t3+T4+t2+T3
間隔2采樣到達(dá)間隔6總延時:Td2+ t4+T5+t3+T4+t2+T3+tl+T2
間隔 I 采樣到達(dá)間隔 6 總延時:Tdl+ t4+T5+t3+T4+t2+T3+tl+T2+t6+Tl
間隔6得到上述各間隔的采樣延時，采用軟件插值的方法進(jìn)行采樣同步。
[0019]若考慮環(huán)網(wǎng)最多接入36個間隔單元，基于1000M的傳輸速率，采樣值報文從間隔I到間隔36總的鏈路延時小于160us，考慮到各間隔以太網(wǎng)抖動及各間隔晶振偏差，總的抖動時間小于I us。按照36個間隔,最大傳輸時延小于165 US0能夠滿足米樣值報文傳輸延時小于3ms，報文的傳輸延時抖動小于IOus要求。當(dāng)配置為雙向環(huán)網(wǎng)時，上述鏈路延時將大大減小。
[0020]圖3為環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)定值壓板同步示意圖。如圖所示在間隔I進(jìn)行定值壓板同步時，間隔I作為源端向間隔廣間隔6發(fā)送定值同步報文，各間隔反饋后，間隔I以文件方式將定值壓板傳送至各個間隔，各間隔接收文件后寫入定值緩存。上述步驟結(jié)束后，間隔I通過快速報文下發(fā)定值更新報文，各間隔統(tǒng)一更新定值。同理間隔4也可作為源端進(jìn)行上述操作。
[0021]圖4為環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)時間同步示意圖。如圖所示任選兩個間隔配置人機(jī)交互模件接入GPS/北斗對時源，正常情況下，兩個間隔單元通過環(huán)網(wǎng)向其他間隔發(fā)送對時報文。其他間隔接收對時報文后，按照最小地址優(yōu)先的方法進(jìn)行對時報文處理，即間隔地址較低的對時報文優(yōu)先，如圖所示采用間隔I (地址為I)的對時報文。當(dāng)間隔I失去對時源后，各間隔自動切換為間隔2的對時報文。當(dāng)間隔1，間隔2同時失去時鐘源后，自動選用間隔I本身維護(hù)的時鐘芯片進(jìn)行環(huán)網(wǎng)授時。
[0022]以上已以較佳實(shí)施例公布了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采取等同替換或等效變換的方案所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法，其特征在于:包括采樣同步、定值壓板同步和時間同步: 所述采樣同步采用環(huán)網(wǎng)延時修正域的采樣同步方法，具體包括以下步驟: 1)當(dāng)某間隔的采樣值報文經(jīng)過本間隔時，將實(shí)時測量環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)本間隔與前一個相鄰間隔的延時時間與采樣值報文在本間隔的駐留時間之和實(shí)時寫入該間隔的報文的延時修正域； 2)采樣值報文每經(jīng)過I個間隔對延時修正域進(jìn)行修正，直到采樣數(shù)據(jù)傳輸完所有間隔; 3)本間隔獲取其它所有間隔的采樣值報文，解析報文中的合并單元額定延時及延時修正域延時后，利用軟件插值的方法進(jìn)行采樣同步； 所述定值壓板同步采用源端同步的方法，在環(huán)網(wǎng)母線保護(hù)任意間隔進(jìn)行同步； 所述時間同步采用最小地址優(yōu)先的同步方法，通過特殊管理報文接收環(huán)網(wǎng)中兩個對時源的對時報文，當(dāng)兩個對時源均有效時采用地址較低的對時源報文；當(dāng)檢測到只有I個對時源有效時則采用該對時源；當(dāng)兩個對時源均失效時，采用內(nèi)部對時機(jī)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)網(wǎng)分布式母線保護(hù)同步方法，其特征在于:定值壓板同步時，間隔I作為源端向其它間隔發(fā)送定值同步報文，其它各間隔反饋后，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后寫入定值緩存；間隔I通過快速報文下發(fā)定值更新報文，其它各間隔統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】葉品勇, 唐治國, 陳新之, 張云, 徐頔飛, 陳慶旭 申請人:南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司