CN104901423A - 传输时标的广域相量差动保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输时标的广域相量差动保护方法，广域差动保护范围内的各装置获取时钟同步信号；各装置在相邻的时钟同步信号内等间隔获取M个采样数据并给采样数据打上时标；各装置计算出时标t_n的相量根据广域通信带宽资源等间隔抽取相量及时标t_n进行传输；广域差动保护范围内的各装置接收其他装置传输来的相量，根据时标完成相量同步；用同步后的相量计算广域差动保护的差动量；当t_k时刻的相量受通信质量原因未能接收正确时，仅退出t_k时刻的差动量计算，不退出t_k+m时刻的差动量计算。本发明节省了大量的广域通信带宽资源，降低广域差动保护的工程成本；任一时刻通信质量不好时，不会影响其他时刻差动相量的计算，提高了广域差动保护的可靠性。

Description

传输时标的广域相量差动保护方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域变电站广域差动保护系统的实现方法，尤其涉及一种传输时标的广域相量差动保护方法。

背景技术

广域差动保护是利用高性能的广域通信系统，传输相关区域测点的电流信息，实现此区域的电流差动保护。广域差动保护不仅是本元件主保护的补充，还能够为相邻元件提供远后备保护，可以满足快速性和选择性的要求，能够很好地提高继电保护性能。

现有广域差动保护通常传输采样值(比如每周波传输20点采样值)，这样对广域通信网络带宽要求很高，大大提高了广域通信的建设成本。当任一时刻采样值的通信传输质量不好时，受相量计算数据窗的影响，该时刻及后续若干时刻都需要退出差动相量计算，从而造成广域差动保护的可靠性不高。

发明内容

本发明的目的是：针对现有广域差动保护的不足，提供了一种传输时标的广域相量差动保护方法。该方法比传输采样值所占用的广域通信带宽资源少(比如每周波传输1点相量)，通信网络建设成本低；任一时刻通信质量不好时，不会影响其他时刻差动相量的计算，提高了广域差动保护的可靠性。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：传输时标的广域相量差动保护方法，其特征是包含以下步骤：

第(1)步骤，广域差动保护范围内的各装置获取时钟同步信号；

第(2)步骤，广域差动保护范围内的各装置在相邻的时钟同步信号内等间隔获取M(M≥1000)个采样数据，并给采样数据打上时标；

第(3)步骤，广域差动保护范围内的各装置计算出时标t_n(n≥1)的相量 $\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right);$

第(4)步骤，根据广域通信带宽资源等间隔S(S≥1，且为整数)抽取相量(n≥1)及时标t_n并进行传输；

第(5)步骤，广域差动保护范围内的各装置接收其他装置传输来的相量，根据时标完成相量同步；

第(6)步骤，用同步后的相量计算广域差动保护的差动量；当差动量大于动作门槛时，差动保护动作；

第(7)步骤，当t_k(k≥1)时刻的相量受通信质量原因未能接收正确时，仅退出t_k时刻的差动量计算，不退出t_k+m(m≥1)时刻的差动量计算。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤(2)中，所述带时标的采样值为x(t₁)、x(t₂)、x(t₃)、…、x(t_n)，其中(n≥1，M≥1000)。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤(3)中，所述相量(n≥1)采用直角坐标系下的实部X_R(t_n)和虚部X_I(t_n)表示，或者采用极坐标系下的幅值和相角表示。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤(4)中，采用直角坐标系表示的相量来传输，所述直角坐标系表示的相量为{t_n-S、X_R(t_n-S)、X_I(t_n-S)}、{t_n、X_R(t_n)、X_I(t_n)}、{t_n+S、X_R(t_n+S)、X_I(t_n+S)}、…(S≥1，n≥1)；或者采用极坐标系表示的相量来传输，所述极坐标系表示的相量为 $\{t_{n-S},|\stackrel{\·}{X}\left(t_{n-S}\right)|,$ $\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_{n-S}\right)\},\{t_n,\left|\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right)\right|,\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right)\},\{t_{n+S},\left|\stackrel{\·}{X}\left(t_{n+S}\right)\right|,\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_{n+S}\right)\},\mathrm{....}$

作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤(5)中，当广域差动保护范围内的A装置在t_n(n≥1)时刻的相量为时，A装置根据找到的其他装置发送来的相量完成相量同步。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述步骤(6)中，所述广域差动保护的差动量为 ${\stackrel{\·}{X}}_{diff}\left(t_n\right)={\stackrel{\·}{X}}_A\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_B\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_C\left(t_n\right)+\mathrm{...}(n\≥1).$

采用上述方案后，本发明的有益效果是：通过传输带时标的相量实现广域差动保护，节省了大量的广域通信带宽资源，降低广域差动保护的工程成本。任一时刻通信质量不好时，不会影响其他时刻差动相量的计算，提高了广域差动保护的可靠性。

附图说明

图1是采用传输时标的广域相量差动保护方法的步骤示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施，是对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例1

图1是采用传输时标的广域相量差动保护方法的步骤示意图。参见图1，本传输时标的广域相量差动保护方法，包含以下步骤：

第(1)步骤，广域差动保护范围内的各装置获取时钟同步信号；

第(2)步骤，广域差动保护范围内的各装置在相邻的时钟同步信号内等间隔获取M(M≥1000)个采样数据，并给采样数据打上时标；

第(3)步骤，广域差动保护范围内的各装置计算出时标t_n(n≥1)的相量 $\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right);$

第(4)步骤，根据广域通信带宽资源等间隔S(S≥1，且为整数)抽取相量(n≥1)及时标t_n并进行传输；

第(5)步骤，广域差动保护范围内的各装置接收其他装置传输来的相量，根据时标完成相量同步；

第(6)步骤，用同步后的相量计算广域差动保护的差动量；当差动量大于动作门槛时，差动保护动作；

第(7)步骤，当t_k(k≥1)时刻的相量受通信质量原因未能接收正确时，仅退出t_k时刻的差动量计算，不退出t_k+m(m≥1)时刻的差动量计算。

作为优选方案，所述步骤(2)中，所述带时标的采样值为x(t₁)、x(t₂)、x(t₃)、…、x(t_n)，其中(n≥1，M≥1000)。所述步骤(3)中，所述相量(n≥1)采用直角坐标系下的实部X_R(t_n)和虚部X_I(t_n)表示，或者采用极坐标系下的幅值和相角表示。所述步骤(4)中，采用直角坐标系表示的相量来传输，所述直角坐标系表示的相量为{t_n-S、X_R(t_n-S)、X_I(t_n-S)}、{t_n、X_R(t_n)、X_I(t_n)}、{t_n+S、X_R(t_n+S)、X_I(t_n+S)}、…(S≥1，n≥1)；或者采用极坐标系表示的相量来传输，所述极坐标系表示的相量为 $\{t_{n-S},$ $\left|\stackrel{\·}{X}\left(t_{n-S}\right)\right|,\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_{n-S}\right)\},\{t_n,\left|\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right)\right|,\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_n\right)\},\{t_{n+S},\left|\stackrel{\·}{X}\left(t_{n+S}\right)\right|,\∠\stackrel{\·}{X}\left(t_{n+S}\right)\},\mathrm{....}$ 所述步骤(5)中，当广域差动保护范围内的A装置在t_n(n≥1)时刻的相量为时，A装置根据找到的其他装置发送来的相量完成相量同步。所述步骤(6)中，所述广域差动保护的差动量为 ${\stackrel{\·}{X}}_{diff}\left(t_n\right)={\stackrel{\·}{X}}_A\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_B\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_C\left(t_n\right)+\mathrm{...}(n\≥1).$

本发明的优点是，通过传输带时标的相量实现广域差动保护，节省了大量的广域通信带宽资源，降低广域差动保护的工程成本。任一时刻通信质量不好时，不会影响其他时刻差动相量的计算，提高了广域差动保护的可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种传输时标的广域相量差动保护方法，其特征是包含以下步骤：

第(1)步骤，广域差动保护范围内的各装置获取时钟同步信号；

第(2)步骤，广域差动保护范围内的各装置在相邻的时钟同步信号内等间隔获取M(M≥1000)个采样数据，并给采样数据打上时标；

第(3)步骤，广域差动保护范围内的各装置计算出时标t_n(n≥1)的相量；

第(4)步骤，根据广域通信带宽资源等间隔S(S≥1，且为整数)抽取相量(n≥1)及时标t_n并进行传输；

第(5)步骤，广域差动保护范围内的各装置接收其他装置传输来的相量，根据时标完成相量同步；

第(6)步骤，用同步后的相量计算广域差动保护的差动量；当差动量大于动作门槛时，差动保护动作；

第(7)步骤，当t_k(k≥1)时刻的相量受通信质量原因未能接收正确时，仅退出t_k时刻的差动量计算，不退出t_k+m(m≥1)时刻的差动量计算。

2.如权利要求1所述的传输时标的广域相量差动保护方法，其特征是：所述步骤(2)中，所述带时标的采样值为x(t₁)、x(t₂)、x(t₃)、…、x(t_n)，其中 $t_n-t_{n-1}=\frac{1}{M}$ (n≥1，M≥1000)。

3.如权利要求1所述的传输时标的广域相量差动保护方法，其特征是所述步骤(3)中，所述相量(n≥1)采用直角坐标系下的实部X_R(t_n)和虚部X_I(t_n)表示，或者采用极坐标系下的幅值和相角表示。

4.如权利要求1所述的传输同步相量的广域差动保护方法，其特征是：所述步骤(4)中，采用直角坐标系表示的相量来传输，所述直角坐标系表示的相量为{t_n-S、X_R(t_n-S)、X_I(t_n-S)}、{t_n、X_R(t_n)、X_I(t_n)}、{t_n+S、X_R(t_n+S)、X_I(t_n+S)}、…(S≥1，n≥1)；或者采用极坐标系表示的相量来传输，所述极坐标系表示的相量为…。

5.如权利要求1所述的传输同步相量的广域差动保护方法，其特征是：所述步骤(5)中，当广域差动保护范围内的A装置在t_n(n≥1)时刻的相量为时，A装置根据找到的其他装置发送来的相量完成相量同步。

6.如权利要求1所述的传输同步相量的广域差动保护方法，其特征是：所述步骤(6)中，所述广域差动保护的差动量为 ${\stackrel{\·}{X}}_{diff}\left(t_n\right)={\stackrel{\·}{X}}_A\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_B\left(t_n\right)+{\stackrel{\·}{X}}_C\left(t_n\right)+...(n\≥1).$