CN110176974B - 一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及广域继电保护的数据采样同步技术领域，具体涉及一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元。该方法包括：各个节点同时向第一、二通信环上发送采样数据，第一通信环与第二通信环是由包括从节点a和主节点b在内的多个节点组成的双向环形通信网络；根据节点a、b同时向第一、二通信环发出采样数据的时刻、从节点a分别从第一、二通信环收到节点a环回采样数据的时刻、采样数据环回从节点a的传输延时，及从节点a分别从第一、二通信环接收到主节点b数据的时刻，得到节点a、b之间的时间偏差；在时间偏差大于预设偏差时，调整从节点a的采样时刻。本发明不依赖外部高精度对时方式实现多个节点的采样同步，且不会产生累计误差。

Description

一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元

技术领域

本发明涉及广域继电保护的数据采样同步技术领域，具体涉及一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元。

背景技术

目前提出的广域继电保护原理主要是通过快速收集全网信息，并利用网络通信进行多点综合比较判断，将电流差动保护和方向比较式保护的功能推广到后备保护中，实现快速、灵敏的后备保护，克服现有后备保护的不足。所以站间通信是实现广域继电保护功能的基本条件。通信网络必须满足广域继电保护装置的通信需求，包括带宽、接口、通道质量要求等。现有技术中，广域继电保护系统站间通信一般采用SDH(SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系)网络E1专线方式，不同站点间在SDH网络上开通64kbps或2Mbps的E1专线通道进行点对点通信；也有采用光纤以太网专线广播(或组播)方式。

发明人在实践中，发现上述现有技术具有以下缺陷：

采用上述两种类型的组网方式存在数据传输延时的问题，容易产生累积误差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，一种广域继电保护的数据采样同步方法，该数据采样同步方法包括以下步骤：

各个节点同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，所述第一通信环与所述第二通信环是由包括主节点b和从节点a在内的多个节点组成的双向环形通信网络；

根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2

在所述时间偏差大于预设偏差时，调整所述从节点a的采样时刻。

进一步，所述双向环形通信网络中的各个节点采用统一的具有相同帧长度的数据帧格式和统一的通信速率。

进一步，所述数据帧格式包括：帧头、节点号、控制字、帧长度、采样时刻、至少一个采用数据、发送时刻和CRC16；其中，所述控制字表示节点是主节点或者是从节点、数据的转发次数、同步状态和数据有效性。

进一步，所述同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据之后，还包括如下步骤：

接收其他节点所发送的采样数据，将所述采样数据保存到本地内存中；

在判断出所述采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将所述采样数据剔除；或者在所述从节点作为初始节点时，所述采样数据经过各个节点的转发后回到所述从节点，则将所述采样数据剔除。

第二方面，一种广域继电保护的数据采样同步装置，该数据采样同步装置包括：

数据发送模块，用于同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，所述第一通信环与所述第二通信环是由包括主节点b和从节点a在内的多个节点组成的双向环形通信网络；

时间偏差获得模块，根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2；和

采样同步模块，用于在所述时间偏差大于预设偏差时，调整所述从节点的采样时刻。

进一步，该数据采样同步装置还包括：

数据同步模块，用于接收其他节点所发送的采样数据，将所述采样数据保存到本地内存中；和

剔除模块，用于在判断出所述采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将所述采样数据剔除；或者在某一节点作为初始节点时，所述采样数据经过各个节点的转发后回到该节点，则将所述采样数据剔除。

第三方面，一种广域继电保护的数据采样同步单元，所述数据采样单元包括：

采样数据存储模块，用于存储该从节点a的采样数据；

双向环形通信网络控制模块，包括第一通信环控制模块和第二通信环控制模块，所述第一通信环控制模块和所述第二通信环控制模块同时向相应的第一通信环和第二通信环上发送采样数据；和

采样控制模块，用于根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2，并根据所述时间偏差调整采样时刻。

进一步，所述采样数据存储模块还包括：

第一通信环数据存储模块，用于存储相邻从节点向所述第一通信环上发送的采样数据；和

第二通信环数据存储模块，用于存储相邻从节点向所述第二通信环上发送的采样数据。

进一步，所述第一通信环控制模块和/或第二通信环控制模块能够执行以下操作：上环操作、下环操作、过环操作和剔除操作。

进一步，所述数据采样同步单元，还包括配置管理模块，用于配置本地节点的基本数据信息，包括本地节点的节点号、节点数、主节点号和采样间隔。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步方法，该同步方法包括所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻、从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻、所述从节点a分别从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回采样数据的时刻、采样数据环回从节点a的传输延时，以及从节点a分别从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b数据的时刻，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差；在时间偏差大于预设偏差时，调整从节点a的采样时刻。本实施例不依赖外部高精度对时方式实现多个节点的采样同步，不会产生累计误差；采用双向环形通信网络的拓扑结构可现实通信路径冗余和数据冗余，提高数据的有效性和可靠性；采用专用的光纤通信通道提高了数据通信的实时性、确定性和可预测性。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种广域继电保护的数据采样同步方法的实施环境示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步方法的流程图；

图3为本发明另一个实施例所提供的关于帧格式的示意图；

图4为本发明另一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步装置的框图；

图5为本发明另一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步单元。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

需要说明的是，当模块被称为“连接”另一个模块，它可以直接与另一个模块相连也可以存在居中元件。本文所使用的属于“第一”、“第二”以及类似的表述只是为了更好的描述本发明，并不表示优先重要性或者先后顺序。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的属于“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面根据具体实施例详细介绍本发明所提供的一种广域继电保护的数据采样同步方法、装置及其单元的技术方案。

请参阅图2，其示出了本发明一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步方法的流程图，该数据采样同步方法包括以下步骤：

步骤S201，各个节点同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，第一通信环与第二通信环是由包括从节点a和主节点b在内的多个节点组成的双向环形通信网络。

具体的，各个节点之间利用专用的光纤通信通道，实现多个节点之间的采样同步和数据传输功能。

具体的，主节点与从节点是根据需要设置的，其中主节点是采样同步的标准节点，从节点是需要与主节点保持同步的节点，在从节点与主节点的时钟偏差超过一定范围时，需要根据主节点调整从节点的采样时刻。

步骤S202，根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2。

步骤S203，在时间偏差大于预设偏差时，调整该从节点a的采样时刻。

若从节点a与主节点b的时间偏差大于预设偏差，则调整该从节点a的采样时刻，从而实现各个从节点与主节点的采样同步。

优选的，请参阅图1，其示出了本发明所涉及的一种广域继电保护的数据采样同步方法的实施环境示意图。本发明的实施环境中的节点的数量两个及以上，为了便于说明，图1以五个节点为例说明本发明的实施环境，该实施环境包括：第一节点101、第二节点102、第三节点103、第四节点104和第五节点105。在该实施环境中，相邻节点之间能够进行站间通信，通信网络满足广域继电保护装置的通信需求。

第一节点101~第五节点105可以是继电保护装置、光纤纵联差动保护装置或者电气化铁路牵引供电系统AT供电方式下的故障测距装置等。

请再次参阅图1，其示出了本实施例所适用的双向环形通信网络，在同一节点将采样数据分别发送到第一通信环与第二通信环，则该采样数据在第一通信环与第二通信环上的转发方向是相反的。假设第一节点101为起点，第一通信环为从第一节点101为起点，依次经过第二节点102、第三节点103、第四节点104和第五节点105，最后回到第一节点101的环形通信网络；第二通信环为从第一节点101为起点，依次经过第五节点105、第四节点104、第三节点103和第二节点102，最后回到第一节点101的环形通信网络。

本实施例由于采用专用的通信通道不使用其他网络交换设备，故不产生额外的转发延时和网络阻塞。网络通信的传输延时只与数据帧长度、通信速率和各个节点间的传输距离有关。本实施例采用统一的帧格式、帧长度和固定的通信速率进行通信，当通信节点确定后，通信传输距离固定不变，因此第一通信环上第一节点101到第二节点102的传输时间与第二通信环上第二节点102到第一节点101的传输时间近似相同。

具体的，假设在第一节点101、第二节点102、第三节点103、第四节点104和第五节点105所组成的双向环形通信网络中，相邻节点之间的传输时间间隔分别为：Δt1、Δt2、Δt3、Δt4和Δt5。以第一节点101为例，假设第一节点101同时向第一通信环和第二通信环发出采样数据的时刻为t1s，从第一通信环和第二通信环收到本节点发出的环回数据的时刻分别为t1r1和t1r2。则数据回到第一节点101的传输延时为：

Td = Δt1+Δt2+Δt3+Δt4+Δt5 = (t1r1 – t1s + t1r2 – t1s)/2 （式1）

假设第一节点101从两个互逆的方向接收到第二节点102数据的时刻分别为：t2r1、t2r2，则：

t2r1-Δt1=t2r2-(Δt2+Δt3+Δt4+Δt5) （式2）

由式1和式2可得，第一节点101和第二节点102之间传输时间 Δt1 为：

Δt1=(Td+t2r1-t2r2)/2

则第一节点101和第二节点102的时间偏差 Δt 为：

Δt=t2s+Δt1-t2r1=t2s+(Td-t2r1-t2r2)/2

同理，每个节点都可以计算与其他节点的时间偏差。

可以将双向环形通信网络中的某一个节点设置为主节点，其他节点设为从节点。

在时间偏差大于预设偏差时，调整该从节点的采样时刻。

综上所述，本发明实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步方法，该同步方法通过所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻、从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻、分别从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回采样数据的时刻、采样数据环回从节点a的传输延时，以及从节点a分别从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b数据的时刻，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差；在时间偏差大于预设偏差时，调整从节点的采样时刻。本实施例不依赖外部高精度对时方式实现多个节点的采样同步，不会产生累计误差；采用双向环形通信网络的拓扑结构可现实通信路径冗余和数据冗余，提高数据的有效性和可靠性；采用专用的光纤通信通道提高了数据通信的实时性、确定性和可预测性。

优选的，该双向环形通信网络中的通信节点的数据操作分为四种类型：上环、过环、下环和剔除。

具体的，某一节点向双向环形通信网络上发送本地数据称为上环；某一节点转发其他节点的数据称为过环；某一节点将其他节点的数据复制到本地内存区称为下环；节点不再继续转发环回的数据称为剔除。具体到本实施例中，该双向环形通信网络中的每一个节点的本地内存均采用反射内存卡，结合专用的光纤通道，形成基于反射内存卡的双向环形通信网络，该通信网络与SDH网络和光纤以太网相比，具有更低的数据传输延时、更高的传输速率。

当某一节点产生新的采样数据时，节点将采样数据设定好转发次数后同时上环到第一通信环与第二通信环上。采样数据到达相邻节点后，相邻节点将其采样数据下环到本地内存中并根据转发次数判断是否过环；如采样数据达到转发次数后则将其剔除。采样数据经过所有节点转发后回到本地节点时，本地节点将该采样数据剔除。

优选的，请参阅图3，其示出了本发明另一个实施例所提供的关于帧格式的示意图，该帧格式从头部至尾部依次包括帧头、节点号、控制字、帧长度、采样时刻、采样数据1、采样数据2、……、采用数据N、发送时刻和CRC16。

具体的，帧头表示数据帧开始的标识，1字节；节点号表示数据的来源，1字节；控制字表示节点是主节点或者从节点、数据的转发次数、同步状态和数据有效性等，1字节；帧长度表示数据帧的长度，1字节；采样时刻表示采样数据的采样时刻偏移，2字节；采样数据n表示每个采样通道的结果，2字节；发送时刻表示数据帧上环的时间偏移，2字节；CRC16表示数据帧的CRC校验和，2字节。

请参阅图4，其示出了本发明另一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步装置的框图，该数据采样同步装置包括数据发送模块401、时间偏差获得模块402和采样同步模块403。具体的，数据发送模块401，同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，第一通信环与第二通信环是由包括从节点a和主节点b在内的多个节点组成的双向环形通信网络。时间偏差获得模块402，根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2。采样同步模块403，用于在时间偏差大于预设偏差时，调整从节点a的采样时刻。

优选的，该双向环形通信网络中的各个节点采用统一的具有相同帧长度的数据帧格式和统一的通信速率。

该数据采样同步装置还包括数据同步模块和剔除模块。具体的，数据同步模块，用于接收其他节点所发送的采样数据，将采样数据保存到本地内存中。剔除模块，用于在判断出采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将采样数据剔除；或者在从节点作为初始节点时，采样数据经过各个节点的转发后回到从节点，则将采样数据剔除。

请参阅图5，其示出了本发明另一个实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步单元，数据采样单元包括采样数据存储模块501、双向环形通信网络控制模块502和采样控制模块503。具体的，采样数据存储模块501用于存储该从节点a的采样数据。双向环形通信网络控制模块502包括第一通信环控制模块521和第二通信环控制模块522，第一通信环控制模块521和第二通信环控制模块522同时向相应的第一通信环和第二通信环上发送采样数据。采样控制模块503用于根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2，并根据时间偏差调整采样时刻。

优选的，采样数据存储模块501还包括第一通信环数据存储模块511和第二通信环数据存储模块512，具体的，第一通信环数据存储模块511用于存储相邻从节点向第一通信环上发送的采样数据；第二通信环数据存储模块512用于存储相邻从节点向第二通信环上发送的采样数据。

优选的，第一通信环控制模块521和/或第二通信环控制模块522能够执行以下操作：上环操作、下环操作、过环操作和剔除操作。具体的，上环操作是指该节点向第一通信环和/或第二通信环上发送本地数据。下环操作是指将其他节点发送的采样数据复制到采样数据存储模块。过环操作是指转发其他节点发送的采样数据。剔除操作是指在判断出采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将采样数据剔除；或者在该节点作为初始节点时，采样数据经过各个节点的转发后回到节点，则节点将采样数据剔除的。

优选的，数据采样同步单元还包括配置管理模块504，配置管理模块504用于配置本地节点的基本数据信息，包括本地节点的节点号、节点数、主节点号和采样间隔。

具体到本实施例中，本发明的数据采样单元使用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)+GBIC(Gigabit Interface Converter，千兆位光电接口转换器)/SFP(Small Form-factor Pluggable，小型可拔插封装)现实装置的采样同步和采样数据传输的功能。FPGA模块负责数据的传输和存取，以及采样控制功能。采样数据存储模块501为FPGA的DPRAM (Dual-port Random Access Memory，双端口随机存取存储器)模块，负责存放本节点和网上其他节点的采样数据和采样时刻。采样控制模块503负责计算与主节点的时钟偏差并调整采样时刻，输出信号可控制外部AD或MCU片上AD进行同步采样。配置管理模块负责配置本地节点节点号、节点数、主节点号及采样间隔等。双向环形通信网络控制模块502负责节点通信数据的上环、下环、过环、剔除等操作。FPGA中的TX模块和RX模块负责数据的编码/解码和发送/接收。在本实施例中使用可拔插SFP模块可根据实际通信距离灵活配置SFP模块。

综上所述，本发明实施例所提供的一种广域继电保护的数据采样同步单元，包括采样数据存储模块、双向环形通信网络控制模块和采样控制模块。采样数据存储模块用于存储该从节点a的采样数据。双向环形通信网络控制模块包括用于同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据的上环操作模块。采样控制模块用于根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2，并根据时间偏差调整采样时刻。本实施例不依赖外部高精度对时方式实现多个节点的采样同步，不会产生累计误差；采用双向环形通信网络的拓扑结构可现实通信路径冗余和数据冗余，提高数据的有效性和可靠性；采用专用的光纤通信通道提高了数据通信的实时性、确定性和可预测性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种广域继电保护的数据采样同步方法，其特征在于，该数据采样同步方法包括以下步骤：

各个节点同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，所述第一通信环与所述第二通信环是由包括主节点b和从节点a在内的多个节点组成的双向环形通信网络；

根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2；

在所述时间偏差大于预设偏差时，调整所述从节点a的采样时刻。

2.根据权利要求1所述的一种广域继电保护的数据采样同步方法，其特征在于，所述双向环形通信网络中的各个节点采用统一的具有相同帧长度的数据帧格式和统一的通信速率。

3.根据权利要求2所述的一种广域继电保护的数据采样同步方法，其特征在于，所述数据帧格式包括：帧头、节点号、控制字、帧长度、采样时刻、至少一个采用数据、发送时刻和CRC16；其中，所述控制字表示节点是主节点或者是从节点、数据的转发次数、同步状态和数据有效性。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的一种广域继电保护的数据采样同步方法，其特征在于，所述同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据之后，还包括如下步骤：

接收其他节点所发送的采样数据，将所述采样数据保存到本地内存中；

在判断出所述采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将所述采样数据剔除；或者在所述从节点作为初始节点时，所述采样数据经过各个节点的转发后回到所述从节点，则将所述采样数据剔除。

5.一种广域继电保护的数据采样同步装置，其特征在于，该数据采样同步装置包括：

数据发送模块，用于同时向第一通信环和第二通信环上发送采样数据，所述第一通信环与所述第二通信环是由包括主节点b和从节点a在内的多个节点组成的双向环形通信网络；

时间偏差获得模块，根据所述主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2；和

采样同步模块，用于在所述时间偏差大于预设偏差时，调整所述从节点a的采样时刻。

6.根据权利要求5所述的一种广域继电保护的数据采样同步装置，其特征在于，该数据采样同步装置还包括：

数据同步模块，用于接收其他节点所发送的采样数据，将所述采样数据保存到本地内存中；和

剔除模块，用于在判断出所述采样数据的转发次数达到预设转发次数时，则将所述采样数据剔除；或者在从节点作为初始节点时，所述采样数据经过各个节点的转发后回到所述从节点，则将所述采样数据剔除。

7.一种广域继电保护的数据采样同步单元，其特征在于，该数据采样同步单元包括：

采样数据存储模块，用于存储从节点a的采样数据；

双向环形通信网络控制模块，包括第一通信环控制模块和第二通信环控制模块，所述第一通信环控制模块和所述第二通信环控制模块同时向相应的第一通信环和第二通信环上发送采样数据；和

采样控制模块，用于根据主节点b同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tbs、所述从节点a同时向所述第一通信环和所述第二通信环发出采样数据的时刻为tas、所述从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环收到从节点a环回的所述采样数据的时刻分别为tar1和tar2、采样数据环回从节点a的传输延时为Td，以及从节点a从所述第一通信环和所述第二通信环接收到主节点b的采样数据的时刻分别为tbr1和tbr2，得到所述从节点a和主节点b之间的时间偏差为tbs+(Td-tbr1-tbr2)/2，并根据所述时间偏差调整采样时刻。

8.根据权利要求7所述的一种广域继电保护的数据采样同步单元，其特征在于，所述采样数据存储模块还包括：

第一通信环数据存储模块，用于存储相邻从节点向所述第一通信环上发送的采样数据；和

第二通信环数据存储模块，用于存储相邻从节点向所述第二通信环上发送的采样数据。

9.根据权利要求7或者8所述的一种广域继电保护的数据采样同步单元，其特征在于，所述第一通信环控制模块和/或第二通信环控制模块能够执行以下操作：上环操作、下环操作、过环操作和剔除操作。

10.根据权利要求9所述的一种广域继电保护的数据采样同步单元，其特征在于，所述数据采样同步单元，还包括：

配置管理模块，用于配置本地节点的基本数据信息，包括本地节点的节点号、节点数、主节点号和采样间隔。

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