CN113300324A - 一种纵联差动保护同步方法及装置 - Google Patents

一种纵联差动保护同步方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纵联差动保护同步方法及装置，对通道两侧的采样偏差Ts进行周期检测，根据纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts的大小采取不同的采样时刻调整逻辑，对从端的采样时刻进行调整。由于采用了分层次的采样时刻调整逻辑，兼顾了调整的效率和精确度；并且在正常同步调整逻辑中采用记忆调整时间进行预调整的方式，正常同步调整过程中记忆调整时间趋近于两侧装置晶振固定1s偏差，此两侧采样偏差极小，并且调整时间均分到周期所有采样点调整，在两侧晶振性能没有大的突变情况下，调整侧的采样间隔变化小，采样均匀度好，提高了纵联差动保护两侧装置采样同步一致性和从侧采样均匀性，能有效提高差动保护性能及线路保护可靠性。

Description

一种纵联差动保护同步方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种纵联差动保护同步方法装置。
背景技术
线路保护装置是电力系统的重要组成部分，纵联差动保护作为线路保护的主保护，它对快速隔离线路故障，保证系统安全运行起着非常重要的作用。在纵联差动保护中，两侧装置采样同步性对提高差动电流测量精度、提升差动保护性能有非常重要的作用；同时减小同步过程对本侧保护装置采样的影响，保证采样的精度和均匀性也是线路保护关键环节，对提高线路保护可靠性至关重要。
目前采用的实时调整方案，由于采样偏差离散及采样处理等原因，并非每点调整，而是当纵联差动保护通道两端的采样偏差Ts达到较大值时调整，导致调整的采样间隔较大，采样不均匀。线路保护装置相量计算一般采用付氏算法，且为了提取故障信息，常用到突变量算法，如果采样间隔变化大，会造成相量计算误差增加或误判别故障信息，降低装置可靠性。
发明内容
基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种纵联差动保护同步方法装置，以提高纵联差动保护通道中主从两端的采样偏差计算精度，并且提高采样的均匀性对差动保护性能及线路保护可靠性。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种纵联差动保护同步方法，包括步骤：
对纵联差动保护通道主从两端的采样偏差Ts进行周期监测；
根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值；
根据所选择的采样时刻调整逻辑对本周期内从端所有采样点进行采样时刻调整。
进一步的，所述初始调整逻辑包括：
根据所述采样偏差Ts对采样时刻进行多次调整，直至Ts≤T1；
其中，每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数。
进一步的，所述正常同步调整逻辑包括：
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。
进一步的，所述正常同步逻辑调整时间的确定包括：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts；
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值。
进一步的，所述纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts通过下式得到：
Figure BDA0003066261860000021
其中，mod()为取余数函数，Td为通道延时，T为采样周期，t1为从端接收数据时刻距离之前最近一次采样时刻的时间间隔。
根据本发明的另一个发明，提高了一种纵联差动保护同步装置，包括采样偏差监测模块、调整逻辑判断模块、以及采样时刻调整模块；其中，
所述采样偏差监测模块，对纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts进行周期监测；
所述调整逻辑判断模块，根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值；
所述采样时刻调整模块，根据所选择的采样时刻调整逻辑对本周期内所有采样点进行采样时刻调整。
进一步的，所述调整逻辑判断模块中，初始调整逻辑包括：
根据所述采样偏差Ts对采样时刻进行多次调整，直至Ts≤T1；
其中，每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数。
进一步的，所述调整逻辑判断模块中，正常同步调整逻辑包括：
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。
进一步的，所述正常同步逻辑调整时间的确定包括：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts；
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值。
进一步的，所述纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts通过下式得到：
Figure BDA0003066261860000031
其中，mod()为取余数函数，Td为通道延时，T为采样周期，t1为从端接收数据时刻距离之前最近一次采样时刻的时间间隔。
综上所述，本发明提供了一种纵联差动保护同步方法及装置，对通道两侧的采样偏差Ts进行周期检测，根据纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts的大小采取不同的采样时刻调整逻辑，对从端的采样时刻进行调整。由于采用了分层次的采样时刻调整逻辑，兼顾了调整的效率和精确度；并且在正常同步调整逻辑中采用记忆调整时间进行预调整的方式，正常同步调整过程中记忆调整时间趋近于两侧装置晶振固定1s偏差，此两侧采样偏差极小，并且调整时间均分到周期所有采样点调整，在两侧晶振性能没有大的突变情况下，调整侧的采样间隔变化小，采样均匀度好。本发明提供的同步方法及装置，提高了纵联差动保护两侧装置采样同步一致性，并且改善了从侧纵联差动线路保护采样的均匀性，能有效提高差动保护性能及线路保护可靠性。
附图说明
图1是本发明纵联差动保护同步方法的流程图；
图2是纵联差动保护通道两端的采样偏差Ts的计算方法示意图；
图3是本发明纵联差动保护同步装置的构成框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例，提供了一种纵联差动保护同步方法，该方法的流程图如图1所示，包括步骤：
对纵联差动保护通道主从两端的采样偏差Ts进行周期监测，监测周期可以根据实际需要进行设置，例如可以设置为1s。
图2中示出了纵联差动保护通道两端的采样偏差Ts的计算方法示意图，结合图2，采样点x处从端将数据信息发送到主端，主端接收到从端x采样点的将数据信息后，在下一个采样时刻将采样序号x和t2反馈回从端，t2为主端接收到采样点x的数据信息到主端下一个采样时刻的时间。
从而由图2可知，纵联差动保护通道的通道延时Td可以通过下式得到：
Figure BDA0003066261860000041
其中，x为某采样点的采样序号，t2为主侧接收到信息到下一个采样时刻的时间，t1为从端接收到x采样点反馈信息到之前最近一次采样时刻的时间间隔，y为从端接收到x采样点反馈信息到之前最近一次采样点的采样序号。采样序号为采样点的编码，为顺序编码的方式，第一个采样点为1，第二个采样点为2,以此类推。
纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts可以通过下式得到：
Figure BDA0003066261860000051
其中，mod()为取余数函数，Td为通道延时，T为采样周期。
根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值，例如，监测周期为1s采样率为1200点，T1一般可取200us。
其中，初始调整逻辑包括：根据两侧采样偏差Ts对从端采样点的采样时刻进行实时多次周期调整，调整次数可以根据Ts大小设定，例如可分2次或3次进行调整，调整时间为TS/调整次数，即每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数，直至Ts小于等于T1，初始调整逻辑结束。
正常同步调整逻辑：正常同步调整逻辑采用预调整方式，根据上一周期监视最新的Ts大小，设置下一周期调整时间，设置记忆调整值初值为0，即初始调整时间ΔT2(0)＝0。
所述正常同步逻辑调整时间的确定包括：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)，即当Ts<T2时，本周期的正常同步调整逻辑调整时间为上一周期的正常同步调整逻辑调整时间；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts，即当Ts>T2时，本周期的正常同步调整逻辑调整时间为上一周期的正常同步调整逻辑调整时间+Ts。
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值，根据精度要求设定，一般可设置为5-10us。
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。例如，周期为1s采样率为1200点时，将调整时间均分到1200点，每个采样点调整＝调整时间/1200，最终达到两侧装置采样时间同步。本实施例中，调整方式为将调整时间均分至周期每个采样点，相当于对每个采样点进行调整。也可以通过仅改变周期，如特别的对每个采样点进行Ts监测和调整，或如仅对部分点进行采样调整的方式进行调整。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种纵联差动保护同步装置，该同步装置的构成框图如图3所示，包括采样偏差监测模块、调整逻辑判断模块、以及采样时刻调整模块。
所述采样偏差监测模块，对纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts进行周期监测。
所述调整逻辑判断模块，根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值。
其中，初始调整逻辑包括：
根据所述采样偏差Ts对采样时刻进行多次调整，直至Ts≤T1；
其中，每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数。
其中，正常同步调整逻辑包括：
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。
所述正常同步逻辑调整时间的确定可以根据以下方式进行：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts；
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值。
所述采样时刻调整模块，根据所选择的采样时刻调整逻辑对本周期内所有采样点进行采样时刻调整。
综上所述，本发明涉及一种纵联差动保护同步方法及装置，对通道两侧的采样偏差Ts进行周期检测，根据纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts的大小采取不同的采样时刻调整逻辑，对从端的采样时刻进行调整。由于采用了分层次的采样时刻调整逻辑，兼顾了调整的效率和精确度；并且在正常同步调整逻辑中采用记忆调整时间进行预调整的方式，正常同步调整过程中记忆采样调整时间趋近于两侧装置晶振固定1s偏差，此两侧采样偏差极小，并且调整时间均分到周期所有采样点调整，在两侧晶振性能没有大的突变情况下，调整侧的采样间隔变化小，采样均匀度好。本发明提供的同步方法及装置，提高了纵联差动保护两侧装置采样同步一致性，并且改善了从侧纵联差动线路保护采样的均匀性，能有效提高差动保护性能及线路保护可靠性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种纵联差动保护同步方法，其特征在于，包括步骤：
对纵联差动保护通道主从两端的采样偏差Ts进行周期监测；
根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值；
根据所选择的采样时刻调整逻辑对本周期内从端所有采样点进行采样时刻调整。
2.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述初始调整逻辑包括：
根据所述采样偏差Ts对采样时刻进行多次调整，直至Ts≤T1；
其中，每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数。
3.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述正常同步调整逻辑包括：
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。
4.根据权利要求3所述的同步方法，其特征在于，所述正常同步逻辑调整时间的确定包括：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts；
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值。
5.根据权利要求1所述的同步方法，其特征在于，所述纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts通过下式得到：
Figure FDA0003066261850000011
其中，mod()为取余数函数，Td为通道延时，T为采样周期，t1为从端接收数据时刻距离之前最近一次采样时刻的时间间隔。
6.一种纵联差动保护同步装置，其特征在于，包括采样偏差监测模块、调整逻辑判断模块、以及采样时刻调整模块；其中，
所述采样偏差监测模块，对纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts进行周期监测；
所述调整逻辑判断模块，根据采样偏差Ts的大小选择采样时刻调整逻辑：当Ts>T1时，选择初始调整逻辑，否则，选择正常同步调整逻辑；其中，T1为第一阈值；
所述采样时刻调整模块，根据所选择的采样时刻调整逻辑对本周期内所有采样点进行采样时刻调整。
7.根据权利要求6所述的同步装置，其特征在于，所述调整逻辑判断模块中，初始调整逻辑包括：
根据所述采样偏差Ts对采样时刻进行多次调整，直至Ts≤T1；
其中，每次调整时间ΔT1＝Ts/n，n为调整次数。
8.根据权利要求6所述的同步装置，其特征在于，所述调整逻辑判断模块中，正常同步调整逻辑包括：
将正常同步逻辑调整时间平均分配至本周期每个采样点进行调整，每个采样点的调整时间＝正常同步逻辑调整时间/周期内采样点数。
9.根据权利要求8所述的同步装置，其特征在于，所述正常同步逻辑调整时间的确定包括：
根据采样偏差Ts的大小设置下一周期的正常同步逻辑调整时间，初始调整时间ΔT2(0)＝0：
当Ts<T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)；
当Ts>T2时，ΔT2(k)＝ΔT2(k-1)+Ts；
其中，ΔT2(k)为第k个周期的正常同步逻辑调整时间，ΔT2(k-1)为第k-1个周期的正常同步逻辑调整时间，T2为第二阈值。
10.根据权利要求6所述的同步装置，其特征在于，所述纵联差动保护通道两侧的采样偏差Ts通过下式得到：
Figure FDA0003066261850000031
其中，mod()为取余数函数，Td为通道延时，T为采样周期，t1为从端接收数据时刻距离之前最近一次采样时刻的时间间隔。
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