本發(fā)明公開了一種智能廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化的技術領域。

背景技術：

分布式差動保護是指利用分布在同一塊區(qū)域的不同配網(wǎng)測控保護終端，通過光纖或4G無線通信，獲取區(qū)域內(nèi)進端電流和出端電流，通過差動保護算法，判斷當前區(qū)域是否處于故障狀態(tài)。

分布式差動保護是配網(wǎng)故障檢測中的一種手段，但是配網(wǎng)運行環(huán)境復雜，并且經(jīng)常發(fā)生變化，實際運行時，一旦運行環(huán)境發(fā)生變化，差動保護功能若不能實時修改定值，則會導致保護失靈或誤動。目前分布式差動保護狀況如下：

1.對于配網(wǎng)運行環(huán)境較高，不能用于過于復雜的運行環(huán)境，例如多源頭，多分支。

2.對運行環(huán)境要求相對穩(wěn)定，其區(qū)域內(nèi)拓撲結構不能發(fā)生變化，1次設備更換時其設備參數(shù)不能變動。

3.成本，因為一旦部署了差動保護就需要獲取區(qū)域內(nèi)其他終端的運行數(shù)據(jù)，各終端之間的距離動輒在數(shù)公里以上，部署光纖成本太高，3G無線通信速度較慢，且信號不穩(wěn)定。

4.數(shù)據(jù)存儲，終端可存儲的數(shù)據(jù)較少，整個區(qū)域內(nèi)的終端數(shù)據(jù)非常多，且不同廠家的終端其數(shù)據(jù)結構也不一樣。很多數(shù)據(jù)僅能在調(diào)試階段設置，一旦運行更改及其麻煩，不能動態(tài)獲取這些數(shù)據(jù)。

5.時間同步，在分布式差動保護中，參與計算的保護通道數(shù)據(jù)來源于其他分布式終端，不可避免的面臨數(shù)據(jù)的時間同步問題，并且對時間的精度要求很高，一旦時間同步存在誤差，保護將面臨誤動或拒動的情況。由于配網(wǎng)終端分布廣泛，若部署高精度對時方式，則大大提高配網(wǎng)建設成本。

因此在目前的配電領域，分布式差動保護還不能大規(guī)模部署在配電網(wǎng)絡中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲技術的廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)，在不增加成本的前提下，保證了配電終端中分布式差動保護功能的部署和運行。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術方案：

一種廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)，包括設置在各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的web服務器和設置在主站的云端服務器，其特征在于：

各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺終端配置web服務器，為整個由各web服務器和云端服務器構成的網(wǎng)絡提供分布式web服務，并部署數(shù)據(jù)庫服務；web服務器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個web客戶端，主動獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，所述終端數(shù)據(jù)包括實時電壓電流數(shù)據(jù)、開關狀態(tài)數(shù)據(jù)以及goose開入數(shù)據(jù)和goose開出數(shù)據(jù)；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署云端服務器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專網(wǎng)，當某一終端上電啟動連上對應的web服務器之后，云服務器將為該終端提供與當前所有在線終端的連接服務和數(shù)據(jù)上傳和下載服務；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部署無線時鐘同步網(wǎng)，采用高精度以太網(wǎng)授時PTP協(xié)議，對云端服務器和所有終端進行對時；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺終端部署分布式差動保護模塊，對獲取來的其他終端提供的終端數(shù)據(jù)進行分類并存儲在web數(shù)據(jù)庫中，對存儲的信息進行分析，為終端保護提供通道映射，為差動保護提供數(shù)據(jù)；其中，所述通道映射是指本配網(wǎng)終端接收相鄰配網(wǎng)終端裝置某個物理通道的數(shù)據(jù)，需要將其映射到本地的緩沖區(qū)對應通道中。

本發(fā)明進一步包括以下優(yōu)選方案：

在終端與終端之間采用內(nèi)部localUTC時標，精度達到us級別。

終端啟動后，通過VPN連上云端服務器，將自身的web配置信息上傳至云端服務器，這些配置信息包括終端的型號、地址、MAC、地理位置、終端所控制的開關ID、終端需要投入的功能壓板，以及其它功能配置參數(shù)。

云服務器將各終端上傳來的終端數(shù)據(jù)存儲在云端服務器所部署的數(shù)據(jù)庫中，并將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端數(shù)據(jù)通過web服務傳輸給各終端。

終端將云服務器傳輸過來的終端數(shù)據(jù)進行分析和計算，得到該終端周圍所部署的開關和周圍終端的配置信息。

終端通過對獲取到的周圍其他終端web配置信息，進行分析計算，將參與計算的保護通道與其他終端的采集數(shù)據(jù)進行匹配和計算，形成新的通道映射和保護定值。

終端與終端之間在通過高精度以太網(wǎng)授時PTP協(xié)議由云端服務器統(tǒng)一對時后，采用內(nèi)部統(tǒng)一的localUTC時標，即精度在1us以內(nèi)的時鐘計數(shù)，各終端配置的分布式差動保護模塊將對其他終端發(fā)送的終端數(shù)據(jù)的localUTC進行比對，接受符合時間同步的數(shù)據(jù)。

各終端配置的分布式差動保護模塊在如下情況下需要退出保護：

(1)當終端web服務器獲取云端服務器信息時，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入；

(2)獲取周邊終端配置信息時，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入；

(3)分布式差動保護模塊在生成通道映射)和保護定值時，所有保護功能退出；

(4)未經(jīng)過時鐘同步并統(tǒng)一了內(nèi)部localUTC時標的終端，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入。

本發(fā)明采用上述技術方案，具有以下有益效果：

能根據(jù)周圍一次或二次設備變動情況動態(tài)拓撲結構信息和保護定值，大大減少運維的工作量。

區(qū)域內(nèi)一次和二次設備信息不再集中存儲和計算，最大效率的利用了分布在區(qū)域內(nèi)的終端。

極大的增強了分布式差動保護在處理設備變更和維護時的實時性和靈活性，且保證了配電系統(tǒng)的可靠運行。

附圖說明

圖1為廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)整體結構示意圖；

圖2為接入一個新配電終端的實施案例；

圖3為配電終端二次配置參數(shù)發(fā)生變化的實施案例；

圖4為配電終端一次設備參數(shù)發(fā)生變化的實施案例。

具體實施方式

下面結合說明書附圖以及具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細介紹。

如下圖1所示為廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)整體結構示意圖。廣域分布式多源差動保護管理系統(tǒng)，包括設置在各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的web服務器和設置在主站的云端服務器。各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺終端配置web服務器，為整個由各web服務器和云端服務器構成的網(wǎng)絡提供分布式web服務，并部署數(shù)據(jù)庫服務；web服務器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個web客戶端，主動獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，所述終端數(shù)據(jù)包括實時電壓電流數(shù)據(jù)、開關狀態(tài)數(shù)據(jù)以及goose開入數(shù)據(jù)和goose開出數(shù)據(jù)。

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署云端服務器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專網(wǎng)，當某一終端上電啟動連上對應的web服務器之后，云服務器將為該終端提供與當前所有在線終端的連接服務和數(shù)據(jù)上傳和下載服務；在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部署無線時鐘同步網(wǎng)，采用高精度以太網(wǎng)授時PTP協(xié)議，對云端服務器和所有終端進行對時。在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺終端部署分布式差動保護模塊，對獲取來的其他終端提供的終端數(shù)據(jù)進行分類并存儲在web數(shù)據(jù)庫中，對存儲的信息進行分析，為終端保護提供通道映射，為差動保護提供數(shù)據(jù)；其中，所述通道映射是指本配網(wǎng)終端接收相鄰配網(wǎng)終端裝置某個物理通道的數(shù)據(jù)，需要將其映射到本地的緩沖區(qū)對應通道中。

web服務器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個web客戶端，主動獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)絡內(nèi)的快速數(shù)據(jù)交互。

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署的云端服務器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專網(wǎng)，當某一終端上電啟動連上對應的web服務器之后，云服務器將為該終端提供與當前所有在線終端的連接服務和數(shù)據(jù)上傳和下載服務。

終端啟動后，通過VPN連上云端服務器，將自身的web配置信息上傳至云端服務器，這些配置信息包括終端的型號、地址、MAC、地理位置、終端所控制的開關ID、終端需要投入的功能壓板，以及其它功能配置參數(shù)。云服務器將各終端上傳來的終端數(shù)據(jù)存儲在云端服務器所部署的數(shù)據(jù)庫中，并將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端數(shù)據(jù)通過web服務傳輸給各終端。終端將云服務器傳輸過來的終端數(shù)據(jù)進行分析和計算，得到該終端周圍所部署的開關和周圍終端的配置信息。

終端通過對獲取到的周圍其他終端web配置信息，進行分析計算，將參與計算的保護通道與其他終端的采集數(shù)據(jù)進行匹配和計算，形成新的通道映射和保護定值。

終端與終端之間在通過高精度以太網(wǎng)授時PTP協(xié)議由云端服務器統(tǒng)一對時后，采用內(nèi)部統(tǒng)一的localUTC時標，即精度在1us以內(nèi)的時鐘計數(shù)，各終端配置的分布式差動保護模塊將對其他終端發(fā)送的終端數(shù)據(jù)的localUTC進行比對，接受符合時間同步的數(shù)據(jù)。

各終端配置的分布式差動保護模塊在如下情況下需要退出保護：

(1)當終端web服務器獲取云端服務器信息時，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入；

(2)獲取周邊終端配置信息時，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入；

(3)分布式差動保護模塊在生成通道映射)和保護定值時，所有保護功能退出；

(4)未經(jīng)過時鐘同步并統(tǒng)一了內(nèi)部localUTC時標的終端，分布式差動保護功能退出，就地化保護投入。

如下圖2所示，區(qū)域內(nèi)終端增加終端5，則終端5將通知云端服務器，由云端服務器通知所有區(qū)域內(nèi)終端，其他終端的保護管理模塊通過計算分析決定是否需要獲取新增設備(終端5)的詳細設備信息，并根據(jù)獲取到的信息重新計算和配置保護定值和保護功能。

如下圖3所示，區(qū)域內(nèi)終端2進入檢修狀態(tài)或者終端2所對應的開關保護動作導致開關跳閘，此時終端2會通知云端服務器，由云端服務器通知所有區(qū)域內(nèi)終端，區(qū)域內(nèi)相鄰終端(終端1，終端3，終端4)的保護管理模塊將變更差動計算邏輯，進入檢修狀態(tài)的終端所對應的開關將不納入差動保護通道計算中。

如下圖4所示，區(qū)域內(nèi)終端1所涵蓋的一次設備參數(shù)發(fā)生變化時，終端1需要通知云端服務器，由云端服務器通知區(qū)域內(nèi)所有終端，其他終端保護管理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)分析決定是否向此終端查詢配置信息并更新差動保護定值。