CN105896738B - 基于保护智能中心的采样同步方法和采样同步装置 - Google Patents

基于保护智能中心的采样同步方法和采样同步装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于保护智能中心的采样同步方法和采样同步装置，其中，基于保护智能中心的采样同步方法包括：确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和；根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延；根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，其中，采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项。通过本发明技术方案，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性。

Description

基于保护智能中心的采样同步方法和采样同步装置
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体而言，涉及一种基于保护智能中心的采样同步方法和一种基于保护智能中心的采样同步装置。
背景技术
在相关技术中，纵联差动保护作为220kV及以上电压等级输电输电线路的主保护，对于电力系统的安全稳定运行具有重要意义，在电力通信网正常运行时，通常采用“乒乓对时法”进行采样同步，由于采用“乒乓对时法”进行采用同步时要求纵联差动保护的发送信道和接收信道的时延相等，当信道被破坏后，则可能无法构建时延相等的发送信道和接收信道，传统的“乒乓对时法”将会失效。
因此，如何设计一种新的基于保护智能中心的采样同步方案，以在发送信道和接收信道不一致时实现采样同步，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的基于保护智能中心的采样同步方案，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了使用纵联差动保护的输电线路的安全性。
有鉴于此，本发明提出了一种基于保护智能中心的采样同步方法，包括：确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和；根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延；根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，其中，采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项。
在该技术方案中，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了使用纵联差动保护的输电线路的安全性。
具体地，输电线路的纵联差动保护，即使用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联合起来，将各端的电气量传送到对端，将两端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切除被保护线路，而为了保证正确动作，需要进行采样同步，在发送信道和接收信道不具有相等的时延时，通过分别确定发送信道和接收信道的时延，以对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，从而尽可能保证纵联差动保护正确动作。
比如当前电力系统所采用的光纤SDH通信网络，设备采用半永久连接，并且采用光纤作为传输通道的介质，时延波动范围较小，发送信道的时延和接收信道的时延不一致时，对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，可以得到较高的修正精度。
在上述技术方案中，优选地，确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，具体包括以下步骤：确定纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，第一组节点为发送信道上的全部节点，第二组节点为接收信道上的全部节点；确定纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，第一组传输通道为发送信道上的全部传输通道，第二组传输通道为接收信道上的全部传输通道；对第一组节点的时延范围和第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到发送信道的时延范围，以及对第二组节点的时延范围和第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到接收信道的时延范围。
在该技术方案中，分别确定发送信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到发送通道的时延范围，同时分别确定接收信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到接收通道的时延范围，以得到发送信道的时延范围和接收信道的时延范围。
具体地，保护智能中心作为变电站系统的一部分，为变电站系统中的区域变电站群提供后备保护，能够保证区域二次系统的可靠性，通过保护智能中心收集通信网络中每个节点的时延范围与每条传输通道的时延范围，其中，第i个节点时延范围为[tni-Δtni,tni+Δtni]，第i条传输通道的时延范围为[tli-Δtli,tli+Δtli]，将纵联差动保护的发送信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总、将纵联差动保护的接收信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总，以分别确定发送信道和接收信道的时延范围。
比如，假设发送信道为A＝{nA1，lA2，nA3，lA4……}，接收信道为B＝{nB1，lB2，nB3，lB4……}，其中n表示通信节点，l表示传输通道，下标分别为Ai(i＝1、2、3……)与Bj(j＝1、2、3……)以表示接收信道A和发送信道B中第i、j环节，发送信道A和接收信道B中各环节的时延分别为
则发送信道A的时延范围为：[tA-ΔtA,tA+ΔtA]，
其中
接收信道B的时延范围为：[tB-ΔtB,tB+ΔtB]，
在上述任一项技术方案中，优选地，根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和，具体包括以下步骤：根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条对时命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收命令帧的第一接收时刻，以及输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和输电线路本端的纵联差动保护装置接收对时命令帧时的第二接收时刻；根据第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定时延之和。
在该技术方案中，通过使用乒乓对时步骤从输电线路本端的纵联差动保护装置向输电线路对端的纵联差动保护装置发送对时命令帧并且对端的纵联差动保护装置返回对时命令帧，能够得到有效并且可看到的发送信道和接收信道的时延之和。
具体地，输电线路两端分别装有纵联差动保护装置，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送一条对时命令帧，该帧中包含本端发送时刻t1，线路对端纵联差动保护装置接收到对时命令帧，立刻记录当前时刻t2，线路对端纵联差动保护装置记录返回对时命令帧的时刻t3，在对时命令帧中添加处理时延t＝t3-t2，之后向线路本端纵联差动保护装置返回对时命令帧，线路本端纵联差动保护装置记录接收到对时命令帧的时刻t4，通过上述“乒乓对时”过程，可以确定发送信道和接收信道的时延之和T＝t4-t-t1。
在上述任一项技术方案中，优选地，根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延，具体包括以下步骤：根据时延之和确定发送信道的时延范围和接收信道的时延范围的交叠部分长度；在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，其中，T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为交叠部分长度，tdA为发送信道的时延，tdB为接收信道的时延。
在该技术方案中，通过发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和发送信道和接收信道的时延之和分别确定发送信道的时延和接收信道的时延，满足了不同信道环境的使用需求。
在上述任一项技术方案中，优选地，根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，具体包括以下步骤：在输电线路本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定命令帧的发送时刻；在输电线路对端的纵联差动保护装置接收该命令帧时，确定命令帧的接收时刻；根据发送时刻、接收时刻和发送信道的时延确定采样偏差；根据采样偏差对采样参数进行修正。
在该技术方案中，通过对纵联差动保护的采样参数进行修正，减小采样同步偏差，降低纵联保护误动或拒动的可能性。
具体地，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送同步命令帧，该帧中包括线路本端纵联差动保护装置的发送时刻tm以及发送信道的时延tdB，线路对端纵联差动保护装置接收到同步命令帧，记录当前时tn，此时线路对端纵联差动保护装置tn时刻对应线路本端纵联差动保护装置tm+tdB时刻，计算采样偏差Δt＝tn-(tm+tdB)，从而使线路对端纵联差动保护装置对其采样参数进行修正。
根据本发明第二方面，还提出了一种基于保护智能中心的采样同步装置，包括：确定单元，用于确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；确定单元还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和；确定单元还用于：根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延；基于保护智能中心的采样同步装置还包括：修正单元：用于根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，其中，采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项。
在该技术方案中，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性。
具体地，输电线路的纵联差动保护，即使用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联合起来，将各端的电气量传送到对端，将两端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切除被保护线路，而为了保证正确动作，需要进行采样同步，在发送信道和接收信道不具有相等的时延时，通过分别确定发送信道和接收信道的时延，以对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，从而实现尽可能减小同步偏差。
比如当前电力系统所采用的光纤SDH通信网络，设备采用半永久连接，并且采用光纤作为传输通道的介质，时延波动范围较小，发送信道的时延和接收信道的时延不一致时，对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，可以得到较高的修正精度。
在上述技术方案中，优选地，确定单元还用于：确定纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，第一组节点为发送信道上的全部节点，第二组节点为接收信道上的全部节点；确定单元还用于：确定纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，第一组传输通道为发送信道上的全部传输通道，第二组传输通道为接收信道上的全部传输通道；基于保护智能中心的采样同步装置还包括：处理单元，用于对第一组节点的时延范围和第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到发送信道的时延范围，以及处理单元还用于：对第二组节点的时延范围和第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到接收信道的时延范围。
在该技术方案中，分别确定发送信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到发送通道的时延范围，同时分别确定接收信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到接收通道的时延范围，以得到发送信道的时延范围和接收信道的时延范围。
具体地，保护智能中心作为变电站系统的一部分，为变电站系统中的区域变电站群提供后备保护，能够保证区域二次系统的可靠性，通过保护智能中心收集通信网络中每个节点的时延范围与每条传输通道的时延范围，其中，第i个节点时延范围为[tni-Δtni,tni+Δtni]，第i条传输通道的时延范围为[tli-Δtli,tli+Δtli]，将纵联差动保护的发送信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总、将纵联差动保护的接收信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总，以分别确定发送信道和接收信道的时延范围。
比如，假设发送信道为A＝{nA1，lA2，nA3，lA4……}，接收信道为B＝{nB1，lB2，nB3，lB4……}，其中n表示通信节点，l表示传输通道，下标分别为Ai(i＝1、2、3……)与Bj(j＝1、2、3……)以表示接收信道A和发送信道B中第i、j环节，发送信道A和接收信道B中各环节的时延分别为
则发送信道A的时延范围为：[tA-ΔtA,tA+ΔtA]，
其中
接收信道B的时延范围为：[tB-ΔtB,tB+ΔtB]，
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条对时命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收命令帧的第一接收时刻，以及输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和输电线路本端的纵联差动保护装置接收对时命令帧时的第二接收时刻；根据第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定时延之和。
在该技术方案中，通过使用乒乓对时步骤从输电线路本端的纵联差动保护装置向输电线路对端的纵联差动保护装置发送对时命令帧并且对端的纵联差动保护装置返回对时命令帧，能够得到有效并且可看到的发送信道和接收信道的时延之和。
具体地，输电线路两端分别装有纵联差动保护装置，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送一条对时命令帧，该帧中包含本端发送时刻t1，线路对端纵联差动保护装置接收到对时命令帧，立刻记录当前时刻t2，线路对端纵联差动保护装置记录返回对时命令帧的时刻t3，在对时命令帧中添加处理时延t＝t3-t2，之后向线路本端纵联差动保护装置返回对时命令帧，线路本端纵联差动保护装置记录接收到对时命令帧的时刻t4，通过上述“乒乓对时”过程，可以确定发送信道和接收信道的时延之和T＝t4-t-t1。
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元还用于：根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延范围和接收信道的时延范围的交叠部分长度；在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，其中，T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为交叠部分长度，tdA为发送信道的时延，tdB为接收信道的时延。
在该技术方案中，通过发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和发送信道和接收信道的时延之和分别确定发送信道的时延和接收信道的时延，满足了不同信道环境的使用需求。
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元还用于：在输电线路本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定命令帧的发送时刻；确定单元还用于：在输电线路对端的纵联差动保护装置接收到命令帧时，确定命令帧的接收时刻；确定单元还用于：根据发送时刻、接收时刻和发送信道的时延确定采样偏差；修正单元还用于：根据采样偏差对纵联差动保护装置的采样参数进行修正。
在该技术方案中，通过对纵联差动保护的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，减小采样同步偏差，降低纵联保护误动或拒动的可能性。
具体地，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送同步命令帧，该帧中包括线路本端纵联差动保护装置的发送时刻tm以及发送信道的时延tdB，线路对端纵联差动保护装置接收到同步命令帧，记录当前时tn，此时线路对端纵联差动保护装置tn时刻对应线路本端纵联差动保护装置tm+tdB时刻，计算采样偏差Δt＝tn-(tm+tdB)，从而使线路对端纵联差动保护装置对其采样参数进行修正。
通过以上技术方案，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的基于保护智能中心的采样同步方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的基于保护智能中心的采样同步装置的示意框图；
图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于保护智能中心的采样同步方法的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用第三方不同于在此描述的第三方方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的基于保护智能中心的采样同步方法的示意流程图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的基于保护智能中心的采样同步方法，包括：步骤102，确定纵联差动保护装置中的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；步骤104，根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和；步骤106，根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延；步骤108，根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置中的采样参数进行修正，其中，采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项。
在该技术方案中，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了使用纵联差动保护的线路的安全性。
具体地，输电线路的纵联差动保护，即使用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联合起来，将各端的电气量传送到对端，将两端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切除被保护线路，而为了保证正确动作，需要进行采样同步，在发送信道和接收信道不具有相等的时延时，通过分别确定发送信道和接收信道的时延，以对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，从而实现尽可能减小同步偏差。
比如当前电力系统所采用的光纤SDH通信网络，设备采用半永久连接，并且采用光纤作为传输通道的介质，时延波动范围较小，发送信道的时延和接收信道的时延不一致时，对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，可以得到较高的修正精度。
在上述技术方案中，优选地，确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，具体包括以下步骤：确定纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，第一组节点为发送信道上的全部节点，第二组节点为接收信道上的全部节点；确定纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，第一组传输通道为发送信道上的全部传输通道，第二组传输通道为接收信道上的全部传输通道；对第一组节点的时延范围和第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到发送信道的时延范围，以及对第二组节点的时延范围和第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到接收信道的时延范围。
在该技术方案中，分别确定发送信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到发送通道的时延范围，同时分别确定接收信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到接收通道的时延范围，以得到发送信道的时延范围和接收信道的时延范围。
具体地，保护智能中心作为变电站系统的一部分，为变电站系统中的区域变电站群提供后备保护，能够保证区域二次系统的可靠性，通过保护智能中心收集通信网络中每个节点的时延范围与每条传输通道的时延范围，其中，第i个节点时延范围为[tni-Δtni,tni+Δtni]，第i条传输通道的时延范围为[tli-Δtli,tli+Δtli]，将纵联差动保护的发送信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总、将纵联差动保护的接收信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总，以分别确定发送信道和接收信道的时延范围。
比如，假设发送信道为A＝{nA1，lA2，nA3，lA4……}，接收信道为B＝{nB1，lB2，nB3，lB4……}，其中n表示通信节点，l表示传输通道，下标分别为Ai(i＝1、2、3……)与Bj(j＝1、2、3……)以表示接收信道A和发送信道B中第i、j环节，发送信道A和接收信道B中各环节的时延分别为
则发送信道A的时延范围为：[tA-ΔtA,tA+ΔtA]，
其中
接收信道B的时延范围为：[tB-ΔtB,tB+ΔtB]，
在上述任一项技术方案中，优选地，根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和，具体包括以下步骤：根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条对时命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收命令帧的第一接收时刻，以及输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和输电线路本端的纵联差动保护装置接收对时命令帧时的第二接收时刻；根据第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定时延之和。
在该技术方案中，通过使用乒乓对时步骤从输电线路本端的纵联差动保护装置向输电线路对端的纵联差动保护装置发送对时命令帧并且对端的纵联差动保护装置返回对时命令帧，能够得到有效并且可看到的发送信道和接收信道的时延之和。
具体地，输电线路两端分别装有纵联差动保护装置，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送一条对时命令帧，该帧中包含本端发送时刻t1，线路对端纵联差动保护装置接收到对时命令帧，立刻记录当前时刻t2，线路对端纵联差动保护装置记录返回对时命令帧的时刻t3，在对时命令帧中添加处理时延t＝t3-t2，之后向线路本端纵联差动保护装置返回对时命令帧，线路本端纵联差动保护装置记录接收到对时命令帧的时刻t4，通过上述“乒乓对时”过程，可以确定发送信道和接收信道的时延之和T＝t4-t-t1。
在上述任一项技术方案中，优选地，根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延，具体包括以下步骤：根据时延之和确定发送信道的时延范围和接收信道的时延范围的交叠部分长度；在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，其中，T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为交叠部分长度，tdA为发送信道的时延，tdB为接收信道的时延。
在该技术方案中，通过发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和发送信道和接收信道的时延之和分别确定发送信道的时延和接收信道的时延，满足了不同信道环境的使用需求。
在上述任一项技术方案中，优选地，根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置的采样参数进行修正，具体包括以下步骤：在线路输电本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定命令帧的发送时刻；在输电线路对端的纵联差动保护装置接收到命令帧时，确定命令帧的接收时刻；根据发送时刻、接收时刻和发送信道的时延确定采样偏差；根据采样偏差对采样参数进行修正。
在该技术方案中，通过对纵联差动保护的采样参数进行修正，减小采样同步偏差，降低纵联保护误动或拒动的可能性。
具体地，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送同步命令帧，该帧中包括线路本端纵联差动保护装置的发送时刻tm以及发送信道的时延tdB，线路对端纵联差动保护装置接收到同步命令帧，记录当前时tn，此时线路对端纵联差动保护装置tn时刻对应线路本端纵联差动保护装置tm+tdB时刻，计算采样偏差Δt＝tn-(tm+tdB)，从而使线路对端纵联差动保护装置对其采样参数进行修正。
图2示出了根据本发明的实施例的基于保护智能中心的采样同步装置的示意框图。
如图2所示，根据本发明的实施例的基于保护智能中心的采样同步装置200，包括：确定单元202，用于确定纵联差动保护装置中的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；确定单元202还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定发送信道和接收信道的时延之和；确定单元202还用于：根据发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和时延之和确定发送信道的时延和接收信道的时延；基于保护智能中心的采样同步装置还包括：修正单元204：用于根据发送信道的时延或接收信道的时延对纵联差动保护装置中的采样参数进行修正，其中，采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项。
在该技术方案中，通过确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性。
具体地，输电线路的纵联差动保护，即使用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联合起来，将各端的电气量传送到对端，将两端的电气量进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在本线路范围外，从而决定是否切除被保护线路，而为了保证正确动作，需要进行采样同步，在发送信道和接收信道不具有相等的时延时，通过分别确定发送信道和接收信道的时延，以对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，从而实现尽可能减小同步偏差。
比如当前电力系统所采用的光纤SDH通信网络，设备采用半永久连接，并且采用光纤作为传输通道的介质，时延波动范围较小，发送信道的时延和接收信道的时延不一致时，对纵联差动保护装置的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，可以得到较高的修正精度。
在上述技术方案中，优选地，确定单元202还用于：确定纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，第一组节点为发送信道上的全部节点，第二组节点为接收信道上的全部节点；确定单元202还用于：确定纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，第一组传输通道为发送信道上的全部传输通道，第二组传输通道为接收信道上的全部传输通道；基于保护智能中心的采样同步装置还包括：处理单元206，用于对第一组节点的时延范围和第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到发送信道的时延范围，以及处理单元206还用于：对第二组节点的时延范围和第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到接收信道的时延范围。
在该技术方案中，分别确定发送信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到发送通道的时延范围，同时分别确定接收信道中的所有节点的时延范围、所有传输通道的时延范围，在进行加总处理后得到接收通道的时延范围，以得到发送信道的时延范围和接收信道的时延范围。
具体地，保护智能中心作为变电站系统的一部分，为变电站系统中的区域变电站群提供后备保护，能够保证区域二次系统的可靠性，通过保护智能中心收集通信网络中每个节点的时延范围与每条传输通道的时延范围，其中，第i个节点时延范围为[tni-Δtni,tni+Δtni]，第i条传输通道的时延范围为[tli-Δtli,tli+Δtli]，将纵联差动保护的发送信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总、将纵联差动保护的接收信道上所有节点的时延范围与所有传输通道的时延范围进行加总，以分别确定发送信道和接收信道的时延范围。
比如，假设发送信道为A＝{nA1，lA2，nA3，lA4……}，接收信道为B＝{nB1，lB2，nB3，lB4……}，其中n表示通信节点，l表示传输通道，下标分别为Ai(i＝1、2、3……)与Bj(j＝1、2、3……)以表示接收信道A和发送信道B中第i、j环节，发送信道A和接收信道B中各环节的时延分别为
则发送信道A的时延范围为：[tA-ΔtA,tA+ΔtA]，
其中
接收信道B的时延范围为：[tB-ΔtB,tB+ΔtB]，
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元202还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收命令帧的第一接收时刻，以及输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和输电线路本端的纵联差动保护装置接收对时命令帧时的第二接收时刻；确定单元202还用于：根据第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定时延之和。
在该技术方案中，通过使用乒乓对时步骤从输电线路本端的纵联差动保护装置向输电线路对端的纵联差动保护装置发送对时命令帧并且对端的纵联差动保护装置返回对时命令帧，能够得到有效并且可看到的发送信道和接收信道的时延之和。
具体地，输电线路两端分别装有纵联差动保护装置，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送一条对时命令帧，该帧中包含本端发送时刻t1，线路对端纵联差动保护装置接收到对时命令帧，立刻记录当前时刻t2，线路对端纵联差动保护装置记录返回对时命令帧的时刻t3，在对时命令帧中添加处理时延t＝t3-t2，之后向线路本端纵联差动保护装置返回对时命令帧，线路本端纵联差动保护装置记录接收到对时命令帧的时刻t4，通过上述“乒乓对时”过程，可以确定发送信道和接收信道的时延之和T＝t4-t-t1。
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元202还用于：根据时延之和确定发送信道的时延范围和接收信道的时延范围的交叠部分长度；在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，其中，T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为交叠部分长度，tdA为发送信道的时延，tdB为接收信道的时延。
在该技术方案中，通过发送信道的时延范围、接收信道的时延范围和发送信道和接收信道的时延之和分别确定发送信道的时延和接收信道的时延，满足了不同信道环境的使用需求。
在上述任一项技术方案中，优选地，确定单元202还用于：在输电线路本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定命令帧的发送时刻；确定单元202还用于：在输电线路对端的纵联差动保护装置接收到命令帧时，确定命令帧的接收时刻；确定单元202还用于：根据发送时刻、接收时刻和发送信道的时延确定采样偏差；修正单元204还用于：根据采样偏差对纵联差动保护装置的采样参数进行修正。
在该技术方案中，通过对纵联差动保护的采样时刻或时钟或采样数据进行修正，减小采样同步偏差，降低纵联保护误动或拒动的可能性。
具体地，线路本端纵联差动保护装置向线路对端纵联差动保护装置发送同步命令帧，该帧中包括线路本端纵联差动保护装置的发送时刻tm以及发送信道的时延tdB，线路对端纵联差动保护装置接收到同步命令帧，记录当前时tn，此时线路对端纵联差动保护装置tn时刻对应线路本端纵联差动保护装置tm+tdB时刻，计算采样偏差Δt＝tn-(tm+tdB)，从而使线路对端纵联差动保护装置对其采样参数进行修正。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于保护智能中心的采样同步方法的示意图。
如图3所示，发送信道A的时延范围302、接收信道B的时延范围304以及发送信道A和接收信道B的时延之和306的关系，其中，在时延之和306处于不同的范围时，包括：T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时；或T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，或T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定对应的发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对采样数据进行修正，满足了不同信道环境的使用需求，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性，其中，T为时延之和306，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为发送信道A的时延范围302，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为接收信道B的时延范围304，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为交叠部分长度，tdA为发送信道的时延，tdB为接收信道的时延。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中如何在发送信道和接收信道不一致时实现采样同步的技术问题，本发明提出了一种新的基于保护智能中心的采样同步方案，通过确定纵联差动保护装置中的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，以及发送信道和接收信道的时延之和，确定发送信道的时延和接收信道的时延，以根据发送信道的时延或接收信道的时延对采样数据进行修正，解决了在发送信道和接收信道时延不一致时的采样同步问题，提升了采用纵联差动保护的线路的安全性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于保护智能中心的采样同步方法，其特征在于，包括：
确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；
根据预设的乒乓对时步骤确定所述发送信道和所述接收信道的时延之和；
根据所述发送信道的时延范围、所述接收信道的时延范围和所述时延之和确定所述发送信道的时延和所述接收信道的时延；
根据所述发送信道的时延或所述接收信道的时延对所述纵联差动保护装置的采样参数进行修正，
其中，所述采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项；
所述根据所述发送信道的时延范围、所述接收信道的时延范围和所述时延之和确定所述发送信道的时延和所述接收信道的时延，具体包括以下步骤：
根据所述时延之和确定所述发送信道的时延范围和所述接收信道的时延范围的交叠部分长度；
在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或
在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或
在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，
其中，所述T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为所述发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为所述接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为所述交叠部分长度，tdA为所述发送信道的时延，tdB为所述接收信道的时延。
2.根据权利要求1所述的基于保护智能中心的采样同步方法，其特征在于，所述确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围，具体包括以下步骤：
确定所述纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，所述第一组节点为所述发送信道上的全部节点，所述第二组节点为所述接收信道上的全部节点；
确定所述纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，所述第一组传输通道为所述发送信道上的全部传输通道，所述第二组传输通道为所述接收信道上的全部传输通道；
对所述第一组节点的时延范围和所述第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到所述发送信道的时延范围，以及
对所述第二组节点的时延范围和所述第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到所述接收信道的时延范围。
3.根据权利要求2所述的基于保护智能中心的采样同步方法，其特征在于，所述根据预设的乒乓对时步骤确定所述发送信道和所述接收信道的时延之和，具体包括以下步骤：
根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收所述命令帧的第一接收时刻，以及所述输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和所述输电线路本端的纵联差动保护装置接收所述对时命令帧时的第二接收时刻；
根据所述第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定所述时延之和。
4.根据权利要求3所述的基于保护智能中心的采样同步方法，其特征在于，所述根据所述发送信道的时延或所述接收信道的时延对所述纵联差动保护装置的采样参数进行修正，具体包括以下步骤：
在所述输电线路本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定所述命令帧的发送时刻；
在所述输电线路对端的纵联差动保护装置接收到所述命令帧时，确定所述命令帧的接收时刻；
根据所述发送时刻、所述接收时刻和所述发送信道的时延确定采样偏差；
根据所述采样偏差对所述纵联差动保护装置的采样参数进行修正。
5.一种基于保护智能中心的采样同步装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定纵联差动保护装置的发送信道的时延范围和接收信道的时延范围；
所述确定单元还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定所述发送信道和所述接收信道的时延之和；
所述确定单元还用于：根据所述发送信道的时延范围、所述接收信道的时延范围和所述时延之和确定所述发送信道的时延和所述接收信道的时延；
所述基于保护智能中心的采样同步装置还包括：
修正单元，用于根据所述发送信道的时延或所述接收信道的时延对所述纵联差动保护装置的采样参数进行修正，
其中，所述采样参数包括采样时刻、时钟和采样数据中的任意一项；
所述确定单元还用于：根据所述时延之和确定所述发送信道的时延范围和所述接收信道的时延范围的交叠部分长度；
在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB)时，确定s＝tA+tB+ΔtA+ΔtB-T，tdA＝tA+ΔtA-s/2，tdB＝tB+ΔtB-s/2，或
在T∈(tA+tB+ΔtA+ΔtB-max{2ΔtA,2ΔtB},tA+tB+ΔtA+ΔtB-min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝min{2ΔtA,2ΔtB}，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtA时，tdA＝tA，tdB＝T-tA，在min{2ΔtA,2ΔtB}＝2ΔtB时，tdB＝tB，tdA＝T-tB，或
在T∈(tA+tB-ΔtA-ΔtB,tA+tB-ΔtA-ΔtB+min{2ΔtA,2ΔtB})时，确定s＝T-(tA-ΔtA+tB-ΔtB)，tdA＝tA-ΔtA+s/2，tdB＝tB-ΔtB+s/2，
其中，所述T为时延之和，[tA-ΔtA,tA+ΔtA]为所述发送信道A的时延范围，tA为发送信道A的时延均值，ΔtA为发送信道A的时刻偏差，[tB-ΔtB,tB+ΔtB]为所述接收信道B的时延范围，tB为接收信道B的时延均值，ΔtB为接收信道B的时刻偏差，s为所述交叠部分长度，tdA为所述发送信道的时延，tdB为所述接收信道的时延。
6.根据权利要求5所述的基于保护智能中心的采样同步装置，其特征在于，
所述确定单元还用于：确定所述纵联差动保护装置中第一组节点的时延范围和第二组节点的时延范围，所述第一组节点为所述发送信道上的全部节点，所述第二组节点为所述接收信道上的全部节点；
所述确定单元还用于：确定所述纵联差动保护装置中的第一组传输通道的时延范围和第二组传输通道的时延范围，所述第一组传输通道为所述发送信道上的全部传输通道，所述第二组传输通道为所述接收信道上的全部传输通道；
所述基于保护智能中心的采样同步装置还包括：
处理单元，用于对所述第一组节点的时延范围和所述第一组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到所述发送信道的时延范围，以及
所述处理单元还用于：对所述第二组节点的时延范围和所述第二组传输通道的时延范围进行加总处理，以得到所述接收信道的时延范围。
7.根据权利要求6所述的基于保护智能中心的采样同步装置，其特征在于，
所述确定单元还用于：根据预设的乒乓对时步骤确定输电线路本端的纵联差动保护装置发送一条命令帧的第一发送时刻和输电线路对端的纵联差动保护装置接收所述命令帧的第一接收时刻，以及所述输电线路对端的纵联差动保护装置返回一条对时命令帧时的第二发送时刻和所述输电线路本端的纵联差动保护装置接收所述对时命令帧时的第二接收时刻；
所述确定单元还用于：根据所述第一发送时刻、第一接收时刻、第二发送时刻以及第二接收时刻确定所述时延之和。
8.根据权利要求7所述的基于保护智能中心的采样同步装置，其特征在于，
所述确定单元还用于：在所述输电线路本端的纵联差动保护装置发送命令帧时，确定所述命令帧的发送时刻；
所述确定单元还用于：在所述输电线路对端的纵联差动保护装置接收到所述命令帧时，确定所述命令帧的接收时刻；
所述确定单元还用于：根据所述发送时刻、所述接收时刻和所述发送信道的时延确定采样偏差；
所述修正单元还用于：根据所述采样偏差对所述纵联差动保护装置的采样参数进行修正。
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Title
一种基于时钟差的双端数据同步方法;张海啸等;《电力系统通信》;20110610;第32卷(第224期);第44-47页

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