CN103905177A - 一种应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法，由合并单元、站域保护控制装置、广域保护控制装置等设备配合实现，以站域保护作为站端服务单元进行采样值传输，站域保护对内实现变电站数据的接收、筛选和抽点处理，站域保护同时接收广域保护的同步命令，以广域保护的时间标志采样序号，通过站间通信网络发送至广域保护装置；广域保护根据采样值报文的时间序号进行对齐处理，实现不同变电站和不同间隔的数据同步功能，解决了广域保护采样值流量大，不易同步的问题。

Description

一种应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法
技术领域
本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法。
背景技术
电力系统本身是一个广域、动态系统，其本身的形态特征决定了电力系统相关监视、控制、保护和分析技术具有广域、全局的特征。当前的变电站保护和控制系统由于受制于传统技术限制，在整个体系架构和功能组合上，其效率、可靠性和集成度已经不能很好适应不断发展的大电网、新能源接入的要求。广域保护控制体系的提出，提升了变电站保护自适应能力，改善了现有继电保护和安全稳定控制的性能，加强了电网第一道防线与第二、三道防线之间的协作，有利于构建更严密的电网安全防护体系。
广域保护作为多个变电站保护功能的集中决策中心需要采集多个变电站的采样值信息。另外由于广域差动保护需要相关间隔采样值同步。如果将合并单元采样值直接，实时性高，但是信息的流量大，按每间隔7.2M计算，一个典型的220kV变电站的数据流量将远超过100M，对于广域保护的处理能力和站间通信网络要求较高，实现比较困难；另外由于多个变电站同时将数据发到广域保护需要进行同步，而每个变电站的合并单元均接受本站时钟同步系统的信号，无法实现多个变电站数据的同步。因此需要解决广域保护采样数据流量大和不同变电站数据的同步问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于广域保护的采样值传输系统，以解决智能变电站中广域保护采样值传输流量大和难以同步的问题，同时提供一种使用该传输系统的传输方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于广域保护的采样值传输系统，包括一组用于通过对应的过程层网络与各变电站过程层设备通信连接的站域保护控制装置，各站域保护控制装置通过站间通信网络与广域保护控制装置通信连接；所述站域保护控制装置包括用于与变电站过程层设备连接的数据采集处理单元和用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块。
所述站域保护控制装置上连接有站内时钟系统，且站域保护控制装置还用于接收广域保护控制装置的同步时钟信号。
本发明应用于广域保护的采样值传输方法，包括如下步骤：
（1）各变电站内的合并单元接收变电站的站内时钟命令，并根据站内时间标志采样值的采样序号；
（2）站域保护控制装置通过过程层网络接收对应变电站全部的采样数据，然后根据采样值的采样序号将变电站全部间隔的采样数据进行同步，最后对采样数据进行筛选和存储；
（3）站域保护控制装置接收同步和筛选的采样数据，然后根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算；
（4）站域保护控制装置同时接收广域保护控制装置的同步时钟信号，并根据该同步时钟信号将抽点后的数据重新标志采样序号，最后将重新标志过的数据通过站间通信网络发送到广域保护控制装置；
（5）广域保护控制装置接收各个站域保护控制装置上传的采样数据，根据采样数据中重新标志的采样序号进行对齐。
所述步骤（2）中变电站全部的采样数据为80点/周波IEC61850-9-2报文。
所述步骤（3）中根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算是将80点/周波采样数据抽成24点/周波。
所述站域保护控制装置包括由与合并单元通信连接的采样模块和与智能终端通信连接的开关量模块构成的采集处理单元，还包括用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块。
本发明应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法由合并单元、站域保护控制装置、广域保护控制装置等设备配合实现，以站域保护作为站端服务单元进行采样值传输，站域保护对内实现变电站数据的接收、筛选和抽点处理，站域保护同时接收广域保护的同步命令，以广域保护的时间标志采样序号，通过站间通信网络发送至广域保护装置；广域保护根据采样值报文的时间序号进行对齐处理，实现不同变电站和不同间隔的数据同步功能，解决了广域保护采样值流量大，不易同步的问题。
采样数据抽点成24点/周波后，每个间隔有效流量为1M，低于常规采样值流量，对于220kV变电站100M网络完全满足数据传输的要求。该方法大幅降低了广域保护对通信带宽的要求，降低了工程的建设成本；该方法解决了多个变电站数据同步的问题，为广域保护的推广提供了技术支撑。
附图说明
图1是本发明实施例的采样值传输过程原理图；
图2是站域保护处理过程原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
如图1所示为本发明应用于广域保护的采样值传输系统实施例的结构原理图，由图可知，该系统包括一组用于通过对应的过程层网络与各变电站过程层设备通信连接的站域保护控制装置，各站域保护控制装置通过站间通信网络与广域保护控制装置通信连接；站域保护控制装置包括用于与变电站过程层设备连接的数据采集处理单元和用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块，如图2所示。
另外，站域保护控制装置上连接有站内时钟系统，且站域保护控制装置还用于接收广域保护控制装置的同步时钟信号。
本发明还提供了一种应用于广域保护的采样值传输方法，由合并单元、站域保护控制装置和广域保护控制装置配合完成。实施时，将合并单元接入过程层网络，站域保护控制装置也接入变电站的过程层网络，广域保护控制装置通过站间通信网络与站域保护控制装置进行通信，如图1所示，其中合并单元通过过程层网络输出本间隔的采样数据，站域保护控制装置接收变电站内部的采样数据后通过站间通信网络转发至广域保护控制装置。
站域保护控制装置包括由与合并单元通信连接的采样模块和与智能终端通信连接的开关量模块构成的采集处理单元，还包括用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块。如图2所示，该方法具体包括如下步骤：
（1）各变电站内的合并单元接收变电站的站内时钟命令，实现变电站内部采样数据的同步，并根据站内时间标志采样值的采样序号；
（2）站域保护控制装置的过程层采样模块通过过程层网络接收对应变电站全部的采样数据，然后根据采样值的采样序号将变电站全部间隔的采样数据进行同步，最后对采样数据进行筛选和存储；
（3）站域保护控制装置的数据转发模块接收同步和筛选的采样数据，然后根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算；
（4）站域保护控制装置的数据转发模块同时接收广域保护控制装置的同步时钟信号，并根据该同步时钟信号将抽点后的数据重新标志采样序号，最后将重新标志过的数据通过站间通信网络发送到广域保护控制装置；
（5）广域保护控制装置配置采样接收模块，接收各个站域保护控制装置上传的采样数据，根据采样数据中重新标志的采样序号进行对齐，实现不同变电站数据的同步。
本实施例中变电站全部的采样数据为80点/周波IEC61850-9-2报文；根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算是将80点/周波采样数据抽成24点/周波。
以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于广域保护的采样值传输系统，其特征在于：包括一组用于通过对应的过程层网络与各变电站过程层设备通信连接的站域保护控制装置，各站域保护控制装置通过站间通信网络与广域保护控制装置通信连接；所述站域保护控制装置包括用于与变电站过程层设备连接的数据采集处理单元和用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块。
2.根据权利要求1所述的应用于广域保护的采样值传输系统，其特征在于：所述站域保护控制装置上连接有站内时钟系统，且站域保护控制装置还用于接收广域保护控制装置的同步时钟信号。
3.一种应用于广域保护的采样值传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）各变电站内的合并单元接收变电站的站内时钟命令，并根据站内时间标志采样值的采样序号；
（2）站域保护控制装置通过过程层网络接收对应变电站全部的采样数据，然后根据采样值的采样序号将变电站全部间隔的采样数据进行同步，最后对采样数据进行筛选和存储；
（3）站域保护控制装置接收同步和筛选的采样数据，然后根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算；
（4）站域保护控制装置同时接收广域保护控制装置的同步时钟信号，并根据该同步时钟信号将抽点后的数据重新标志采样序号，最后将重新标志过的数据通过站间通信网络发送到广域保护控制装置；
（5）广域保护控制装置接收各个站域保护控制装置上传的采样数据，根据采样数据中重新标志的采样序号进行对齐。
4.根据权利要求3所述的应用于广域保护的采样值传输方法，其特征在于：所述步骤（2）中变电站全部的采样数据为80点/周波IEC61850-9-2报文。
5.根据权利要求4所述的应用于广域保护的采样值传输方法，其特征在于：所述步骤（3）中根据广域保护控制装置的要求进行抽点计算是将80点/周波采样数据抽成24点/周波。
6.根据权利要求3所述的应用于广域保护的采样值传输方法，其特征在于：所述站域保护控制装置包括由与合并单元通信连接的采样模块和与智能终端通信连接的开关量模块构成的采集处理单元，还包括用于与广域保护控制装置通信的数据转发模块。
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