CN105119676B - 可扩展的数字化采样值品质的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于铁路智能变电站自动化系统中采样数据有效性的判别应用。本发明的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：快速的品质位鉴别，80点采样的采样间隔时间去对接收的SV报文进行采样数据品质鉴定；应用虚拟采样计数器(smpCnt)进行同步插值计算；对网络断线、AD采样异常、同步异常进行分类处理。本发明对基于全局同步时钟的数字化系统在同步信号失效时起到一个可靠有效的补充作用。

Description

可扩展的数字化采样值品质的处理方法
技术领域
本发明涉及铁路智能变电站自动化系统保护领域。本发明在铁路智能变电站自动化系统中，对于全局时钟失效时提供一种可靠性的解决方法，能够通过判别数据品质位，使得保护正确动作。
背景技术
在铁路智能变电站自动化系统中，SV采样值组网传输已经成为发展趋势。保护装置的采样值从不同的智能终端装置和合并单元通过站内SV通信网获取,当采样值采用组网传输时，需要为合并单元增加时间同步措施。在智能变电站自动化系统中，全所配备一套全局时钟(时钟可做冗余配置加强可靠性),所有的采样数据依赖于同步时钟而进行同步采样。当同步系统故障时，往往会导致全所采样因无同步信号而导致采样异常，致使二次设备运行可靠性存在隐患。
变压器差动保护所需采集的变压器各侧数据，来自于不同的合并单元或智能终端，尤其需要考虑各侧之间的采样同步问题。通过数字量的网络传输模式会带来数据采样同步和传输延时问题，数据传输延时可能会导致保护不能按时接收到数据而闭锁，数据采样不同步严重者可能会导致装置的误动的严重后果。而对于全所保护来说，除差动保护装置对于高低压侧数据有同步采样要求外，其他保护却对同步采样无特殊要求。
本申请将对于此问题做进一步的改善，针对不同的采样值的数据品质，保护装置做相应的处理,使得保护更为可靠。
发明内容
本发明适用于铁路智能变电站自动化系统SV采样领域，是一种对于全局时钟失效情况下的补充保护。
本发明具体的实现方案为，可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
快速的品质位鉴别，80点采样的采样间隔时间去对接收的SV报文进行采样数据品质鉴定；
应用虚拟采样计数器(smpCnt)进行同步插值计算；
通过数字化采样值品质位的扩展应用，对故障作网络断线、AD采样异常、同步时钟信号异常进行分类处理。
上述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其进一步特征在于：
采样序列值为8字节长度，其中前4个字节为采样数据，后4个字节为品质位。
品质位的定义，validity为数据有效性，有效性是good(好),invalid(无效),或者questionalble(可疑)；Source源给出有关值的来源信息，分为三种情况，AD采样异常，网络断线，以及同步时钟信号异常；数据在保护中的整体有效性应用将由validity与source共同决定。
在上层保护中，实时判断数据的品质位；validity为good时则开放所有保护，validity为invalid时则去判断source位；source位为AD采样异常或者网络断线时，则闭锁所有保护；当source位为同步时钟信号异常时，则闭锁差动保护，开放其他所有保护。
本发明的有益成果是：对于数字化保护在全局时钟失效的情况下，对保护作了一个有效的补充，提高保护的可靠性。采样品质鉴定快速、准确，是一种简单、快速、适用性强的方案，该发明方案具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的IEC 61850-9-2采样值报文ASDU结构。
图2为本发明实施例的SV数据流图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
1、IEC 61850-9-2采样值报文ASDU结构如附图1所示。采用值序列值为8字节长度，其中前4个字节为采样数据，后4个字节为品质位。本方法将对后4字节的品质位做一定的处理从而实现最终的目的。
2、品质位的定义，validity为数据有效性。有效性可以是good(好),invalid(无效),questionalble(可疑)。Source源给出了有关值的来源信息。在本发明中，源被定义为数据无效性的来源，可分为三种情况，AD采样异常，网络断线，以及同步时钟信号异常。而数据在保护中的整体有效性应用将由validity与source共同决定。
3、在上层保护中，实时判断数据的品质位。validity为good时，则开放所有保护。而validity为invalid时则去判断source位。source位为AD采样异常或者网络断线时，则闭锁所有保护。当source位为同步信号异常时，则闭锁差动保护，开放其他所有保护。
全所SV数据流图如附图2所示组网，保护配置双重化，因此整个网络分A网跟B网。各保护智能终端数据共网。A网、B网的变压器保护分别要接收来自高压侧智能终端、低压侧智能终端、进线智能终端的9-2数据。而对于备自投保护装置来说，要接收1#进线智能终端、2#进线智能终端的数据，并配置AB双网的数据实现数据冗余，加强可靠性。
各智能终端装置各自以80点的采样速率进行采样并送往SV网络，同时对各自的同步信号、AD采样有效性进行判别。当出现上述两种情况之一便将采样数据品质位的validity置为invalid，否则置位good，同时将source位的AD采样异常置位，采样数据直接清零。
保护装置接收各智能终端的SV报文，以32点采样点的速率判断网络接收情况，3个采样点的时间未接收到报文，则判定为断线。同时将网络断线置位，并在采样同步计算中将相应的采样数据的品质位validity置为invalid，同时将采样数据清零。
全所保护装置实时判断全局同步信号，如有异常，则将validity置位invalid，同时将source位的同步时钟异常置位。
在采样同步计算中，分三种情况进行计算。当采样数据的validity均为good时，则表示无异常信号，采样计算正常进行80点到32点的同步插值计算，计算后32点采样数据的validity为good，source为清零。当采样数据validity为invalid时则去判断source位。当有AD采样异常或者网络断线时，同步插值计算直接将插值数据清零，同时计算后32点采样数据的validity置为invalid，source位置位AD采样异常或者网络断线。如果source位为同步信号异常时，此时的采样数据并非为零。保护装置在接收终端的SV报文时，同步判断source位。当出现同步信号异常，此时在接收端会为该数据创建一个虚拟smpCnt(采样计数器)，而在后面的采样同步插值计算中应用此虚拟smpCnt进行同步采样数据的插值计算，并将计算后32点采样数据的validity置位invalid，source位的同步信号异常置位。
在上层保护中，实时判断数据的品质位。validity为good时，则开放所有保护。而validity为invalid时则去判断source位。source位为AD采样异常或者网络断线时，则闭锁所有保护。当source位为同步信号异常时，则闭锁差动保护，开放其他所有保护。
validity source 保护
good 开放所有保护
AD采样异常、网络断线 闭锁所有保护
同步信号异常 闭锁差动保护，开放其他所有保护

Claims (6)

1.可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
快速的品质位鉴别，80点采样的采样间隔时间去对接收的SV报文进行采样数据品质鉴定；
应用虚拟采样计数器(smpCnt)进行同步插值计算；
对网络断线、AD采样异常、同步时钟信号异常进行分类处理；
采样序列值为8字节长度，其中前4个字节为采样数据，后4个字节为品质位；
品质位的定义，validity为数据有效性，有效性是good(好)，invalid(无效)，或者questionalble(可疑)；Source源给出有关值的来源信息，分为三种情况，AD采样异常，网络断线，以及同步时钟信号异常；数据在保护中的整体有效性应用将由validity与source共同决定。
2.根据权利要求1所述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
在上层保护中，实时判断数据的品质位；validity为good时则开放所有保护，validity为invalid时则去判断source位；source位为AD采样异常或者网络断线时，则闭锁所有保护；当source位为同步时钟信号异常时，则闭锁差动保护，开放其他所有保护。
3.根据权利要求1或2所述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
通过数字化采样值品质位的扩展应用，对故障作分类处理。
4.根据权利要求1或2所述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
SV报文保护配置双重化，整个网络分A网跟B网，各保护智能终端数据共网；A网、B网的变压器保护分别要接收来自高压侧智能终端、低压侧智能终端、进线智能终端的9-2数据；对于备自投保护装置来说，要接收1#进线智能终端、2#进线智能终端的数据，并配置A网、B网的数据实现数据冗余，加强可靠性。
5.根据权利要求1或2所述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
各智能终端装置各自以80点的采样速率进行采样并送往SV网络，同时对各自的同步信号、AD采样有效性进行判别；当有AD采样异常或者网络断线时，便将采样数据品质位的validity置为invalid，否则置位good，同时将source位的AD采样异常置位，采样数据直接清零；
保护装置接收各智能终端的SV报文，以32点采样点的速率判断网络接收情况，3个采样点的时间未接收到报文，则判定为断线；同时将网络断线置位，并在采样同步计算中将相应的采样数据的品质位validity置为invalid，同时将采样数据清零；
全所保护装置实时判断全局同步信号，如有异常，则将validity置位invalid，同时将source位的同步时钟异常置位。
6.根据权利要求1或2所述的可扩展的数字化采样值品质的处理方法，其特征在于：
在采样同步计算中，分三种情况进行计算；当采样数据的validity均为good时，则表示无异常信号，采样计算正常进行80点到32点的同步插值计算，计算后32点采样数据的validity为good，source为清零；当采样数据validity为invalid时则去判断source位；当有AD采样异常或者网络断线时，同步插值计算直接将插值数据清零，同时计算后32点采样数据的validity置为invalid，source位置位AD采样异常或者网络断线；如果source位为同步信号异常时，此时的采样数据并非为零；保护装置在接收终端的SV报文时，同步判断source位；当出现同步信号异常，此时在接收端为该数据创建一个虚拟采样计数器(smpCnt)，而在后面的采样同步插值计算中应用此虚拟采样计数器(smpCnt)进行同步采样数据的插值计算，并将计算后32点采样数据的validity置位invalid，source位的同步信号异常置位。
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