CN108565824B - 分布式保护装置的数据处理方法与分布式保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分布式保护装置的数据处理方法与分布式保护系统，通过采集分布式保护装置各物理间隔的电气量数据，设置分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，并将身份标识信息写入电气量数据的报文中，将带有身份标识信息的电气量数据的报文发送至其他分布式保护装置。本发明通过在上述电气量数据的报文中写入分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，保证其他分布式保护装置收到采集电气量的同时，能够识别出是分布式保护装置的物理间隔，保证其他分布式保护装置启动保护的可靠性和准确性。

Description

分布式保护装置的数据处理方法与分布式保护系统

技术领域

本发明属于电力系统继电保护产品设计与应用领域，具体涉及分布式保护装置的数据处理方法与分布式保护系统。

背景技术

在电力系统发生故障时，电力系统继电保护能够正确动作的前提条件，是电力系统故障特征的模拟量和开关量等电气量特征能够快速、准确输入给继电保护装置。通过外部电气回路联系，将模拟量和开关量输入到继电保护装置后，保护装置能够可靠、准确的获取外部输入的模拟量和开关量是继电保护正确动作的必要条件。

就地化元件保护采取分布式保护系统设计，保护构成上从原来的一台装置集成功能变成多台装置分散部署功能，例如一台220kV分布式就地化变压器保护需要由5台子装置构成，一台220kV分布式就地化母线保护需要由4台子装置构成。而对于分布式保护系统而言，如果要完成基于基尔霍夫电流的差动保护，那么，分布式保护系统就要将所有子机上接入的电流均计算进去，才能进行差动保护的逻辑判别。

分布式保护系统中每一台保护装置都要接收其他装置负责采集的模拟量和开关量，因此，分布式保护系统中每一台保护装置完成采样后快速正确的传送给分布式系统的所有装置是整个分布式系统工作正确的前提条件。

现有技术中，公布号为CN107681642A的中国专利提出了“一种变电站就地化保护系统”，该系统采用监控环网、变压器保护专用环网、保护公用环网等多个环网，但是上传到环网上的电气量数据被分布式保护装置接收时，无法知道是分布式保护装置的哪个物理间隔的电气量数据，因而无法可靠的启动相应保护。

发明内容

本发明的目的是提供分布式保护装置的数据处理方法与分布式保护系统，用于解决现有分布式保护系统中各分布式保护装置无法准确启动保护的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种分布式保护装置的数据处理方法，包括以下步骤：

S1)采集各分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

S2)设置所述分布式保护装置的身份标识信息，和/或分布式保护装置中各物理间隔的身份标识信息；

S3)将物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息一起发送至其他分布式保护装置，所述对应的身份标识信息为：物理间隔电气量数据对应物理间隔的身份标识信息，和/或物理间隔电气量数据对应分布式保护装置的身份标识信息。

本发明分布式保护系统中的各分布式保护装置在发送采集的电气量数据之前，通过在上述电气量数据的报文中写入分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，保证其他分布式保护装置收到采集电气量的同时，能够识别出是分布式保护装置的哪些物理间隔，保证其他分布式保护装置启动保护的可靠性和准确性。

为了减轻分布式保护装置的工作负荷，进一步，当所述分布式保护装置为投入状态时，采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；当所述分布式保护装置为退出状态时，无需采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据。

为了实现在发送电气量数据的同时能够接收其他分布式保护装置发来的电气量数据，进一步，包括以下数据接收步骤：

Q1)当接收其他分布式保护装置发送的报文，所述报文为带有身份标识信息和物理间隔电气量数据的报文；

Q2)解析所述报文，得到物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息，确定接收该物理间隔电气量数据在本地分布式保护装置所属的物理间隔。

本发明分布式保护系统中的各分布式保护装置在接收其他分布式保护装置采集的电气量数据时，通过解析报文，获取电气量数据的报文中写入的分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，能够正确识别出是分布式保护装置的哪些物理间隔，保证分布式保护装置启动保护的可靠性和准确性。

为实现其他分布式保护装置接收数据的快速性，进一步的，所述物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息通过双向环网发送至其他分布式保护装置。

为解决上述技术问题，本发明提出一种分布式保护系统，包括至少两台分布式保护装置，每台分布式保护装置均设置有数据处理模块，用于执行实现以下步骤的指令：

S1)采集各分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

S2)设置所述分布式保护装置的身份标识信息，和/或分布式保护装置中各物理间隔的身份标识信息；

S3)将物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息一起发送至其他分布式保护装置，所述对应的身份标识信息为：物理间隔电气量数据对应物理间隔的身份标识信息，和/或物理间隔电气量数据对应分布式保护装置的身份标识信息。

进一步，数据处理模块还用于实现以下数据接收步骤的指令：

Q1)当接收其他分布式保护装置发送的报文，所述报文为带有身份标识信息和物理间隔电气量数据的报文；

Q2)解析所述报文，得到物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息，确定接收该物理间隔电气量数据在本地分布式保护装置所属的物理间隔。

进一步，所述数据处理模块还用于：根据所述身份标识信息和电气量数据启动本地分布式保护装置。

为了减轻分布式保护装置的工作负荷，进一步，每个分布式保护装置设置有投入压板，用于切换分布式保护装置的投入状态和退出状态。当所述投入压板为投入状态时，采集所述分布式保护装置的物理间隔电气量数据；当所述投入压板为退出状态时，无需采集所述分布式保护装置的物理间隔电气量数据。

为了保证分布式系统中电气量数据的快速传输，本发明进一步还包括两个环网数据传输模块，其中一个环网数据传输模块用于在顺时针方向传输所述报文，另一环网数据传输模块用于在逆时针方向传输所述报文。

附图说明

图1是本发明的分布式保护装置的数据处理方法流程图；

图2是就地化元件保护双环双向环网示意图；

图3是一种就地化元件保护环网数据交互方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

实施例一：

本发明的一种分布式保护系统，包括至少两台分布式保护装置，每台分布式保护装置均设置有数据处理模块，该数据处理模块用于执行指令，以实现以下数据处理过程，如图1所示：

S1)采集各分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

S2)设置分布式保护装置的身份标识信息，和/或分布式保护装置中各物理间隔的身份标识信息；

S3)将物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息一起发送至其他分布式保护装置，该对应的身份标识信息为：物理间隔电气量数据对应物理间隔的身份标识信息，和/或物理间隔电气量数据对应分布式保护装置的身份标识信息。

本发明分布式保护系统中的各分布式保护装置在发送采集的电气量数据之前，通过在电气量数据的报文中写入分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，保证其他分布式保护装置收到采集电气量的同时，能够识别出是分布式保护装置的哪些物理间隔，保证其他分布式保护装置启动保护的可靠性和准确性。

为了减轻分布式保护装置的工作负荷，每个分布式保护装置设置有投入压板，用于切换分布式保护装置的投入状态和退出状态。当所述投入压板为投入状态时，采集分布式保护装置的物理间隔电气量数据；当所述投入压板为退出状态时，无需采集分布式保护装置的物理间隔电气量数据。

为了实现在发送电气量数据的同时能够接收其他分布式保护装置发来的电气量数据，进一步，包括以下步骤：

Q1)当接收其他分布式保护装置发送的报文，所述报文为带有身份标识信息和物理间隔电气量数据的报文；

Q2)解析所述报文，得到物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息，确定接收该物理间隔电气量数据在本地分布式保护装置所属的物理间隔；

Q3)根据获取的身份标识信息和电气量数据启动本地分布式保护装置。

本发明分布式保护系统中的各分布式保护装置在接收其他分布式保护装置采集的电气量数据时，通过解析报文，获取电气量数据和分布式保护装置各物理间隔的身份标识信息，能够正确识别出是分布式保护装置的哪些物理间隔，保证分布式保护装置启动保护的可靠性和准确性。

为了保证分布式系统中电气量数据的快速传输，物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息通过双向环网发送至其他分布式保护装置，如图2所示，其中一个环网用于在顺时针方向传输报文，另一环网用于在逆时针方向传输报文。

实施例二：

本发明提出一种如图3所示的分布式保护系统，包括各分布式保护装置(下称子机)，各子机之间通过双向双环网进行数据的发送和接收，每个子机设置有投入压板，用于确定子机的投入状态和退出状态。基于上述分布式系统，本发明的分布式保护装置的数据处理方法，包括如下步骤：

步骤1，按子机设置子机身份编号定值，环网中所有子机均整定定值且每个子机的身份编号定值均不相同，使用某个子机整定值时，保证分布式系统中各子机身份唯一；

步骤2，每台子机完成本子机所接入的模拟量和开关量的采集，母线保护采集8个间隔的模拟量和开关量，变压器保护完成其所接入的高压侧\中压侧\低压侧的开关量和模拟量的采集；

步骤3，子机完成模拟量和开关量的采集之后，如果子机投入压板在投入状态，在向环网发送采样数据报文之前将本子机的身份编号强制植入到模拟量和开关量的采样数据报文中，植入子机身份信息之后将模拟量和开关量的采样数据报文发送到环网系统上去；当投入子机在退出状态，不发送采样数据报文，可以减轻环网上不必要的网络压力；

步骤4，在向环网发送时，通过两个光口的光纤向顺时针方向和逆时针方向的两个网络分别发送通过同源的模拟量和开关量的采样数据报文；

步骤5，环网上的所有子机从环网上依次接收从其他子机发送过来的采样数据报文，并根据采样数据报文中的植入子机身份信息解析该采样数据报文所属的子机；

步骤6，根据解析结果，确定在接收侧子机上映射采样数据报文所属的物理间隔对象，为本子机进行基于所有间隔采样数据信息的主保护进行采样数据准备；

步骤7，根据解析结果，所有子机对从环网上接收下来的开关量采样数据报文在本子机上进行所属间隔的映射，为本子机提供的开入、启失灵、联闭锁信息GOOSE开入。

当本子机投入压板投入时向双向环网系统发送本子机所采集电气量信息，为了让环网上的其他子机能够识别电气量信息的来源，本发明通过设置子机投入压板以及设置子机身份编号的方式，实现了将每个子机采集的电气量信息上送时带有身份标识信息，环网系统的其他子机能够根据身份标识信息确定这些电气量通道来自的子机，进而确定这些电气量对应的物理间隔。

本发明的数据处理方法用于分布式保护系统中各子机电气量采样、传输和解析，该方法根据环网子机身份编号自动标识电气量通道号，并在环网的其他子机中预设通道映射规则解析，实现了环网各子机数据发送和接收免配置，消除了配置错误带来的风险，大大降低了保护装置配置工作量。

本实施例中，每一个子机身份编号定值具有特定含义，通过该子机身份编号定值向环网中的其他子机标识本子机所接入的物理间隔对象。如变压器保护子机编号整定为1时代表高压侧子机，整定为2时代表中压侧子机，整定为3时代表低压1子机，整定为4时代表低压2子机。如母线保护子机编号整定为1时代表接入1母电压和支路1～7，整定为2时代表接入2母电压和支路8～14，整定为3时代表接入3母电压和支路15～21，整定为4时代表接入支路22～28。

本发明的每个子机都能在其所采集的采样数据报文中强制植入能够标识本子机身份的子机身份编号信息，环网上的其他所有子机均能依据子机身份编号信息准确识别所有的模拟量和开关量信息的所属物理设备，为元件保护各子机的数据准备和保护逻辑判别提供前提。

本发明环网上的其他任一子机接收其他所有子机发送到环网系统上的采样数据报文，根据采样数据报文的带有子机编号的通道信息解析该采样数据报文所属的子机，进而在环网的每一台子机上将从环网上采集过来的电气量正确的映射到相应间隔的模拟量和开关量通道上。本发明的任一子机完成采样后向顺时针方向和逆时针方向同时发送采样数据报文，两份采样数据报文互为备用，上述双环双向环网系统为冗余网络架构，任一子机的采样数据报文不但在保护环和启动环中同时发送，而且在保护环和启动环的两个方向的环网中均分别发送。

以上所述仅为本发明的优选实施例，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权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种分布式保护装置的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)采集各分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

S2)设置所述分布式保护装置的身份标识信息，和分布式保护装置中各物理间隔的身份标识信息；

S3)将物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息一起发送至其他分布式保护装置，所述对应的身份标识信息为：物理间隔电气量数据对应物理间隔的身份标识信息，和物理间隔电气量数据对应分布式保护装置的身份标识信息；

当所述分布式保护装置为投入状态时，采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；当所述分布式保护装置为退出状态时，无需采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

根据环网分布式保护装置身份编号自动标识电气量通道号，并在其他分布式保护装置中预设通道映射规则解析；设置每一个分布式保护装置身份编号定值，通过该分布式保护装置身份编号定值向其他分布式保护装置标识本分布式保护装置所接入的物理间隔对象；系统内的其他分布式保护装置能够根据身份标识信息确定这些电气量通道来自的分布式保护装置，进而确定这些电气量对应的物理间隔。

2.根据权利要求1所述的分布式保护装置的数据处理方法，其特征在于，还包括以下数据接收步骤：

Q1)当接收其他分布式保护装置发送的报文，所述报文为带有身份标识信息和物理间隔电气量数据的报文；

Q2)解析所述报文，得到物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息，确定接收该物理间隔电气量数据在本地分布式保护装置所属的物理间隔。

3.根据权利要求1所述的分布式保护装置的数据处理方法，其特征在于，所述物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息通过双向环网发送至其他分布式保护装置。

4.一种分布式保护系统，包括至少两台分布式保护装置，其特征在于，每台分布式保护装置均设置有数据处理模块，用于执行实现以下步骤的指令：

S1)采集各分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

S2)设置所述分布式保护装置的身份标识信息，和分布式保护装置中各物理间隔的身份标识信息；

S3)将物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息一起发送至其他分布式保护装置，所述对应的身份标识信息为：物理间隔电气量数据对应物理间隔的身份标识信息，和物理间隔电气量数据对应分布式保护装置的身份标识信息；

当所述分布式保护装置为投入状态时，采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；当所述分布式保护装置为退出状态时，无需采集分布式保护装置中的物理间隔电气量数据；

根据环网分布式保护装置身份编号自动标识电气量通道号，并在其他分布式保护装置中预设通道映射规则解析；设置每一个分布式保护装置身份编号定值，通过该分布式保护装置身份编号定值向其他分布式保护装置标识本分布式保护装置所接入的物理间隔对象；系统内的其他分布式保护装置能够根据身份标识信息确定这些电气量通道来自的分布式保护装置，进而确定这些电气量对应的物理间隔。

5.根据权利要求4所述的分布式保护系统，其特征在于，数据处理模块还用于实现以下数据接收步骤的指令：

Q1)当接收其他分布式保护装置发送的报文，所述报文为带有身份标识信息和物理间隔电气量数据的报文；

Q2)解析所述报文，得到物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息，确定接收该物理间隔电气量数据在本地分布式保护装置所属的物理间隔。

6.根据权利要求4所述的分布式保护系统，其特征在于，每个分布式保护装置设置有投入压板，用于切换分布式保护装置的投入状态和退出状态。

7.根据权利要求6所述的分布式保护系统，其特征在于，当所述投入压板为投入状态时，采集所述分布式保护装置的物理间隔电气量数据；当所述投入压板为退出状态时，无需采集所述分布式保护装置的物理间隔电气量数据。

8.根据权利要求4所述的分布式保护系统，其特征在于，所述物理间隔电气量数据与对应的身份标识信息通过双向环网发送至其他分布式保护装置。

9.根据权利要求5所述的分布式保护系统，其特征在于，所述数据处理模块还用于：根据所述身份标识信息和电气量数据启动本地分布式保护装置。

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