CN113629655B - 提高继电保护可靠性的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高继电保护可靠性的系统,包括继电保护可靠性提高装置,继电保护可靠性提高装置中:采样计算模块对输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;相比互校验模块将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;采样异常大数据校验模块将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;继电器闭合模块将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,输送闭锁信号给继电器,以使其进行保护工作。本发明还提供一种提高继电保护可靠性的方法。
Description
技术领域:
本申请涉及电力系统保护控制技术领域,特别涉及一种提高继电保护可靠性的系统及方法。
背景技术:
在电力系统保护控制技术领域中,主流继电保护设备都采用进口DSP处理芯片,其在数据处理及运算能力等方面性能较高。现有的成熟FFT算法、程序均由DSP处理芯片执行,由于FFT算法采用的是循环编码算法,存在大量的冗余运算,占用DSP处理芯片的较多资源,进而使DSP处理芯片处理速度降低;在应用于自主可控的芯片时,还因为数据运算处理性能受限制,有可能导致运算超时等问题发生。以上情况都会致使继电保护的可靠性降低,有可能造成电网发生安全事故。
发明内容:
有鉴于此,有必要提供一种能够提高继电保护可靠性的系统。
还有必要提供一种能够提高继电保护可靠性的方法。
一种提高继电保护可靠性的系统,包括设置在输电继电保护设备、继电器及继电保护可靠性提高装置,继电保护可靠性提高装置与继电保护设备、继电器电性连接,继电保护可靠性提高装置包括采样计算模块、相比互校验模块、采样异常大数据校验模块、继电器闭合模块;采样计算模块对设置有继电保护设备的输电输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;相比互校验模块用于将采样计算模块产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;采样异常大数据校验模块用于将采样计算模块产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;继电器闭合模块用于将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,输送闭锁信号给所述供电输电线路上的所述继电器,以使所述供电输电线路上的所述继电器进行保护工作;继电器闭合模块还用于将闭锁信号输送给所述供电输电线路上的所述继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出。
一种提高继电保护可靠性的方法,包括以下步骤:
对继电保护设备输电进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;
将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;
将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;
将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,则快速闭合所述输电线路上的继电器及输出闭锁信号给输电线路上的继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出。
上述提高继电保护可靠性的系统及方法中,对设置有继电保护设备、继电器的输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,则快速闭合所述供电输电线路上的继电器及输出闭锁信号给供电输电线路上的继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出,如此将现有的继电保护设备要完成的FFT计算和采样值校验功能分离出来,由继电保护可靠性提高装置完成,同时直接驱动所述输电线路上的继电器闭合、断开,节省现有的继电保护设备的资源,使现有的继电保护设备将资源更多的向重要的功能如差动保护的同步、暂态量或行波等方向倾斜,进而提高了继电保护的可靠性。
附图说明:
图1为一较佳实施方式的提高继电保护可靠性的系统的应用示意图。
图2为图1中继电保护可靠性提高装置的功能模块示意图。
图3为采样异常闭锁继电保护功能计算和直驱闭锁接点的逻辑示意图。
图4为采样校验正常信号使能继电保护功能计算的逻辑示意图。
图5为相比互校验模块的功能单元示意图。
图6为快速保护-启动采样值不一致校验工作逻辑示意图。
图7为一较佳实施方式的提高继电保护可靠性的方法流程图。
图中:提高继电保护可靠性的系统10、输电线路20、继电保护设备30、继电器40、继电保护可靠性提高装置50、采样计算模块51、相比互校验模块52、第一比较单元520、第二比较单元521、第三比较单元522、第四比较单元523、第五比较单元524、第六比较单元525、第七比较单元526、采样异常大数据校验模块53、第八比较单元530、判断单元531、继电器闭合模块54、继电保护设备反馈模块55、存储模块56、提高继电保护可靠性的方法步骤S300~步骤S309。
具体实施方式:
请同时参看图1至图4,提高继电保护可靠性的系统10包括设置在输电线路20上的继电保护设备30、继电器40及继电保护可靠性提高装置50,继电保护可靠性提高装置50与继电保护设备30、继电器40电性连接。继电保护可靠性提高装置50包括采样计算模块51、相比互校验模块52、采样异常大数据校验模块53、继电器闭合模块54;采样计算模块51对设置有继电保护设备30、继电器40的输电线路20进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;相比互校验模块52用于将采样计算模块51产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;采样异常大数据校验模块53用于将采样计算模块51产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;继电器闭合模块54用于将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,输送闭锁信号给所述输电线路20上的所述继电器40,以使所述输电线路20上的所述继电器40进行保护工作,例如,输送闭锁信号直接驱动继电保护的闭锁接点(BSJ);继电器闭合模块54还用于将闭锁信号输送给所述输电线路20上的所述继电保护设备30,以防止继电保护设备30做出误动作输出。
采样计算模块51包括采样单元510、FFT计算单元511,采样单元510用于对设置有继电保护设备30、继电器40的输电线路20进行保护和启动两路采样。具体的,采样单元510通过两路ADC模块实现对电气量(三相电压、三相电流)从模拟量信号到保护用和启动用的数字量信号的采集和传变。FFT计算单元511用于对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值。
在本实施方式中,第一校验结果可以为高电平信号或低电平信号,其中高电平信号表示发生了互校验不一致,低电平信号表示发生了互校验一致;第二校验结果可以为高电平信号或低电平信号,其中高电平信号表示输出异常大数据,低电平信号表示没有输出异常大数据。在本实施方式中,上述继电保护可靠性提高装置50可以采用FPGA(FieldProgrammable Gate Array)编程来实现上述各模块的功能。FPGA中的比较器、逻辑门G1~G9对应组合完成继电保护可靠性提高装置50中各模块的功能。本申请中提及的公式所用到的系数和预设阈值存储在FPGA的存储器中,上述继电保护可靠性提高装置50中采样计算模块51采用FPGA的FFT流水线结构完成FFT计算功能:FFT流水线结构由多个基2/4/8的蝶形处理单元串联构成,每个蝶形单元都配置存储单元来存储输入输出和中间处理的数据,第i-1级蝶形单元的输出Ai-1、Bi-1作为第i级蝶形单元的输入;第i级蝶形单元的旋转因子是Wi;第i级蝶形单元的输出是Ai、Bi,作为第i+1级蝶形单元的输入,第i级存储器存储第i级蝶形单元的输入Ai-1和Bi-1、旋转因子Wi、输出Ai和Bi。第i级蝶形单元按照公式十及公式十一执行计算以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值:
公式十:
公式十一:
Re()表示取实部;Im()表示取虚部,“J”表示表示旋转因子,为信号分析处理领域公知技术。
进一步的,继电保护可靠性提高装置50还包括继电保护设备反馈模块55,继电保护设备反馈模块55用于将所述将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑与运算,在逻辑与运算结果为真时,输出使能信号给所述输电线路20上的继电保护设备30,以使所述输电线路20上的继电保护设备30根据使能信号执行保护功能。其中,使能信号表示允许继电保护设备30进行继电保护功能计算。进一步的,所述继电保护可靠性提高装置50还包括存储模块56,存储模块56用于存储保护FFT计算值、启动FFT计算值,保护FFT计算值包括保护采样的电压FFT计算值、保护采样的电流FFT计算值,启动FFT计算值包括启动采样的电压FFT计算值、启动采样的电流FFT计算值;其中,当前采样点为i,i的保护采样的电压FFT计算值为:U_fourier_BH_φ(i)和i的保护采样的电流FFT计算值为:I_fourier_BH_φ(i),φ=A,B,C;i的启动采样的电压FFT计算值为:U_fourier_QD_φ(i)和i的启动采样的电流FFT计算值为:I_fourier_QD_φ(i),φ=A,B,C;
存储模块56还用于存储公式一至公式八:
公式一:(I_fourier_BH_φ(i)>ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式二:(I_fourier_BH_φ(i)<ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式三:max(I_fourier_BH_φ(i),I_fourier_QD_φ(i))>ki1*Ithresh
公式四:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_QD_φ(i))>ki2*Ithresb
公式五:(U_fourier_BH_φ(i)>ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式六:(U_fourier_BH_φ(i)<ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式七:abs(U_fourier_BH_φ(i)-U_fourier_QD_φ(i))>ku2*Uthresh
公式八:max(U_fourier_BH_φ(i),U_fourier_QD_φ(i))>ku1*Uthresh
公式九:abs(I_fourier_BHφ(i)-I_fourier_BHφ(i-1))>idelta,
式中:系数取ku和ki均取1.333;ki1取0.5,ki2取0.25,Ithresh取0.2IN;ku1取0.5,ku2取0.25,Uthresh取0.2UN,idelta为预设的电流变化量阈值,例如,idelta的值可以设置为电流变化量启动定值的0.5倍,电流变化量启动定值为继电保护设备的保护定值,当电流变化量计算值大于此值时,开放出口继电器正电源。
其中,请同时参看图5及图6,相比互校验模块52包括第一比较单元520、第二比较单元521、第三比较单元522、第四比较单元523、第五比较单元524、第六比较单元525、第七比较单元526;
第一比较单元520用于利用存储的电流FFT计算值及公式一获得第一比较结果、利用存储的电流FFT计算值及公式二获得第二比较结果,并将第一比较结果、第二比较结果进行逻辑或运算,以输出第一电流逻辑值;
第二比较单元521用于利用存储的电流FFT计算值及公式三获得的第三比较结果、利用存储的电流FFT计算值及公式四获得第四比较结果,并将第三比较结果、第四比较结果进行逻辑与运算,以输出第二电流逻辑值;
第三比较单元522用于将第一电流逻辑值、第二电流逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电流逻辑值;
第四比较单元523用于利用存储的电压FFT计算值及公式五获得第五比较结果、利用存储的电压FFT计算值及公式六获得第六比较结果,并将第五比较结果、第六比较结果进行逻辑或运算,以输出第一电压逻辑值;
第五比较单元524用于利用存储的电压FFT计算值及公式七获得第七比较结果、利用存储的电压FFT计算值及公式八获得第八比较结果,并将第七比较结果、第八比较结果进行逻辑与运算,以输出第二电压逻辑值;
第六比较单元525用于将第一电压逻辑值、第二电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电压逻辑值;
第七比较单元526用于将第三电流逻辑值、第三电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出所述第一校验结果。在其他事实方式中,相比互校验模块还包括互校验结果判断单元,互校验结果判断单元判断第一校验结果类型,并根据判断出的第一校验结果类型来进行计数,并产生计数值,将产生的计数值与预存的基准次数值比较,在比较出计数值与预存的基准次数值相对应时,将所述第一校验结果提供给继电器闭合模块54、继电保护设备反馈模块55。
进一步的,采样异常大数据校验模块53用于利用存储的电流FFT计算值及公式九进行判断,在判断出大于idelta的目标结果连续产生的次数小于预设的基准次数值时,产生所述第二校验结果。其中,采样异常大数据校验模块53包括第八比较单元530、判断单元531,第八比较单元530用于利用存储的电流FFT计算值及公式九获得第八比较结果,第八比较结果为大于idelta的目标结果或者小于idelta的忽略结果,判断单元531用于判断第八比较结果的类型,在判断出第八比较结果为大于idelta的目标结果时,进行计数以获得当前计数值,并将当前计数值与预设的基准次数进行比计较,在比较出当前计数值与预设的基准次数值相对应时,产生所述第二校验结果,并将当前计数值清零;判断单元531在判断出第八比较结果为小于idelta的目标结果时,并将当前计数值清零,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果;判断单元531还用于在比较出当前计数值与预设的基准次数值相不对应时,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果。
进一步的,请同时参看图7,本申请还提供一种提高继电保护可靠性的方法,包括以下步骤:
步骤S300,对设置有继电保护设备、继电器的输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;其中,保护FFT计算值包括保护采样的电压FFT计算值、保护采样的电流FFT计算值,启动FFT计算值包括启动采样的电压FFT计算值、启动采样的电流FFT计算值;其中,当前采样点为i,i的保护采样的电压FFT计算值为:
U_fourier_BH_φ(i)和i的保护采样的电流FFT计算值为:
I_fourier_BH_φ(i),φ=A,B,C;i的启动采样的电压FFT计算值为:
U_fourier_QD_φ(i)和i的启动采样的电流FFT计算值为:
I_fourier_QD_φ(i),φ=A,B,C;
步骤S303,将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;
步骤S305,将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;
步骤S307,将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,则快速闭合所述输电线路上的继电器及输出闭锁信号给输电线路上的继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出。在本实施方式中,第一校验结果可以为高电平信号或低电平信号,第二校验结果可以为高电平信号或低电平信号。
步骤S309,将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑与运算,在逻辑与运算结果为真时,输出使能信号给所述输电线路上的继电保护设备,以使所述输电线路上的继电保护设备根据使能信号执行保护功能。第一校验结果可以为高电平信号或低电平信号,其中高电平信号表示发生了互校验不一致,低电平信号表示发生了互校验一致;第二校验结果可以为高电平信号或低电平信号,其中高电平信号表示输出异常大数据,低电平信号表示没有输出异常大数据。
其中,所述步骤S303具体为:
将保护采样回路的电压FFT计算值、电流FFT计算值和启动采样回路的电压FFT计算值、电流FFT计算值分别按照公式一至八进行逻辑相比互校验:
公式一:(I_fourier_BH_φ(i)>ki*I_fourier_QDφ(i))
公式二:(I_fourier_BH_φ(i)<ki*I_fourier_QDφ(i))
公式三:max(I_fourier_BH_φ(i),I_fourier_QD_φ(i))>ki1*Ithresh
公式四:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_QD_φ(i))>ki2*threresh
公式五:(U_fourier_BH_φ(i)>ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式六:(U_fourier_BH_φ(i)<ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式七:abs(U_fourier_BH_φ(i)-U_fourier_QD_φ(i))>ku2*Uthresh
公式八:max(U_fourier_BH_φ(i),U_fourier_QD_φ(i))>ku1*Uthresh
式中:系数取ku和ki均取1.333;ki1取0.5,ki2取0.25,Ithresh取0.2IN;ku1取0.5,ku2取0.25,Uthresh取0.2UN;
将公式一获得的结果及公式二获得的结果进行逻辑或运算,以输出第一电流逻辑值;
将公式三获得的结果及公式四获得的结果进行逻辑与运算,以输出第二电流逻辑值;
将第一电流逻辑值、第二电流逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电流逻辑值;
将公式五获得的结果及公式六获得的结果进行逻辑或运算,以输出第一电压逻辑值;
将公式七获得的结果及公式八获得的结果进行逻辑与运算,以输出第二电压逻辑值:
将第一电压逻辑值、第二电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电压逻辑值;
将第三电流逻辑值、第三电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出所述第一校验结果。
进一步的,在步骤S305中利用存储的公式九:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_BH_φ(i-1))>idelta进行判断,在判断出大于idelta的目标结果连续产生的次数小于预设的基准次数值时,判断为发生采样异常大数据,并产生所述第二校验结果,idelta为预设的电流变化量阈值,例如,idelta的值可以设置为电流变化量启动定值的0.5倍,电流变化量启动定值为继电保护设备的保护定值,当电流变化量计算值大于此值时,开放出口继电器正电源。
步骤S305步骤具体为:利用存储的电流FFT计算值及公式九获得第八比较结果,第八比较结果为大于idelta的目标结果或者小于idelta的忽略结果;
判断第八比较结果的类型,在判断出第八比较结果为大于idelta的目标结果时,进行计数以获得当前计数值,并将当前计数值与预设的基准次数进行比计较,在比较出当前计数值与预设的基准次数值相对应时,产生所述第二校验结果,并将当前计数值清零;在比较出当前计数值与预设的基准次数值相不对应时,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果;
判断出第八比较结果为小于idelta的目标结果时,并将当前计数值清零,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果。
上述提高继电保护可靠性的系统及方法中,对设置有继电保护设备、继电器的输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,则快速闭合所述输电线路上的继电器及输出闭锁信号给输电线路上的继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出,如此将现有的继电保护设备要完成的FFT计算和采样值校验功能分离出来,由继电保护可靠性提高装置完成,同时直接驱动所述输电线路上的继电器闭合、断开,节省现有的继电保护设备的资源,使现有的继电保护设备将资源更多的向重要的功能如差动保护的同步、暂态量或行波等方向倾斜,进而提高了继电保护的可靠性。
Claims (10)
1.一种提高继电保护可靠性的系统,其特征在于:包括设置在输电线路上的继电保护设备、继电器及继电保护可靠性提高装置,继电保护可靠性提高装置与继电保护设备、继电器电性连接,继电保护可靠性提高装置包括采样计算模块、相比互校验模块、采样异常大数据校验模块、继电器闭合模块;采样计算模块对设置有继电保护设备、继电器的输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;相比互校验模块用于将采样计算模块产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;采样异常大数据校验模块用于将采样计算模块产生的保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;继电器闭合模块用于将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,输送闭锁信号给所述输电线路上的所述继电器,以使所述输电线路上的所述继电器进行保护工作;继电器闭合模块还用于将闭锁信号输送给所述输电线路上的所述继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出。
2.如权利要求1所述的提高继电保护可靠性的系统,其特征在于:还包括继电保护设备反馈模块,继电保护设备反馈模块用于将所述将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑与运算,在逻辑与运算结果为真时,输出使能信号给所述输电线路上的继电保护设备,以使所述输电线路上的继电保护设备根据使能信号执行保护功能。
3.如权利要求1或2所述的提高继电保护可靠性的系统,其特征在于:保护FFT计算值包括保护采样的电压FFT计算值、保护采样的电流FFT计算值,启动FFT计算值包括启动采样的电压FFT计算值、启动采样的电流FFT计算值;其中,当前采样点为i,i的保护采样的电压FFT计算值为:U_fourier_BH_φ(i)和i的保护采样的电流FFT计算值为:I_fourier_BH_φ(i),φ=A,B,C;i的启动采样的电压FFT计算值为:U_fourier_QD_φ(i)和i的启动采样的电流FFT计算值为:I_fourier_QD_φ(i),φ=A,B,C;
所述提高继电保护可靠性的系统还包括存储模块,存储模块用于存储保护FFT计算值、启动FFT计算值,还用于存储公式一至公式八:
公式一:(I_fourier_BH_φ(i)>ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式二:(I_fourier_BH_φ(i)<ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式三:max(I_fourier_BH_φ(i),I_fourier_QD_φ(i))>ki1*Ithresh
公式四:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_QD_φ(i))>ki2*Ithresh
公式五:(U_fourier_BH_φ(i)>ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式六:(U_fourier_BH_φ(i)<ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式七:abs(U_fourier_BH_φ(i)-U_fourier_QD_φ(i))>ku2*Uthresh
公式八:max(U_fourier_BH_φ(i),U_fourier_QD_φ(i))>ku1*Uthresh
式中:系数取ku和ki均取1.333;ki1取0.5,ki2取0.25,Ithresh取0.2IN;ku1取0.5,ku2取0.25,Uthresh取0.2UN;
相比互校验模块包括第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元、第四比较单元、第五比较单元、第六比较单元、第七比较单元;
第一比较单元用于利用存储的电流FFT计算值及公式一获得第一比较结果、利用存储的电流FFT计算值及公式二获得第二比较结果,并将第一比较结果、第二比较结果进行逻辑或运算,以输出第一电流逻辑值;
第二比较单元用于利用存储的电流FFT计算值及公式三获得的第三比较结果、利用存储的电流FFT计算值及公式四获得第四比较结果,并将第三比较结果、第四比较结果进行逻辑与运算,以输出第二电流逻辑值;
第三比较单元用于将第一电流逻辑值、第二电流逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电流逻辑值;
第四比较单元用于利用存储的电压FFT计算值及公式五获得第五比较结果、利用存储的电压FFT计算值及公式六获得第六比较结果,并将第五比较结果、第六比较结果进行逻辑或运算,以输出第一电压逻辑值;
第五比较单元用于利用存储的电压FFT计算值及公式七获得第七比较结果、利用存储的电压FFT计算值及公式八获得第八比较结果,并将第七比较结果、第八比较结果进行逻辑与运算,以输出第二电压逻辑值;
第六比较单元用于将第一电压逻辑值、第二电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电压逻辑值;
第七比较单元用于将第三电流逻辑值、第三电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出所述第一校验结果。
4.如权利要求3所述的提高继电保护可靠性的系统,其特征在于:所述存储模块还用于存储公式九:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_BH_φ(i-1))>idelta,所述提高继电保护可靠性的系统还包括采样异常大数据判断模块,采样异常大数据判断模块用于利用存储的电流FFT计算值及公式九进行判断,在判断出大于idelta的目标结果连续产生的次数小于预设的基准次数值时,产生所述第二校验结果,其中idelta为预设的电流变化量阈值。
5.如权利要求4所述的提高继电保护可靠性的系统,其特征在于:采样异常大数据判断模块包括第八比较单元、判断单元,第八比较单元用于利用存储的电流FFT计算值及公式九获得第八比较结果,第八比较结果为大于idelta的目标结果或者小于idelta的忽略结果,判断单元用于判断第八比较结果的类型,在判断出第八比较结果为大于idelta的目标结果时,进行计数以获得当前计数值,并将当前计数值与预设的基准次数进行比计较,在比较出当前计数值与预设的基准次数值相对应时,产生所述第二校验结果,并将当前计数值清零;判断单元在判断出第八比较结果为小于idelta的目标结果时,并将当前计数值清零,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果;判断单元还用于在比较出当前计数值与预设的基准次数值相不对应时,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果。
6.一种提高继电保护可靠性的方法,包括以下步骤:
对设置有继电保护设备、继电器的输电线路进行保护和启动两路采样,并对获得的采样信号进行模拟至数字信号的快速傅里叶变换,以获得对应的保护FFT计算值、启动FFT计算值;
将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果;
将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行采样异常大数据校验,以获得第二校验结果;
将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑或运算,在逻辑或运算结果为真时,则快速闭合所述输电线路上的继电器及输出闭锁信号给输电线路上的继电保护设备,以防止继电保护设备做出误动作输出。
7.如权利要求6所述的提高继电保护可靠性的方法,其特征在于,还包括以下步骤:将第一校验结果、第二校验结果进行逻辑与运算,在逻辑与运算结果为真时,输出使能信号给所述输电线路上的继电保护设备,以使所述输电线路上的继电保护设备根据使能信号执行保护功能;
进行“使能继电保护功能计算”则使能继电保护的DSP芯片的保护功能执行,其特征在于继电保护DSP芯片采集FPGA输出的校验逻辑结果作为继电保护功能计算的前提。
8.如权利要求6或7所述的提高继电保护可靠性的方法,其特征在于,保护FFT计算值包括保护采样的电压FFT计算值、保护采样的电流FFT计算值,启动FFT计算值包括启动采样的电压FFT计算值、启动采样的电流FFT计算值;其中,当前采样点为i,i的保护采样的电压FFT计算值为:U_fourier_BH_φ(i)和i的保护采样的电流FFT计算值为:I_fourier_BH_φ(i),φ=A,B,C;i的启动采样的电压FFT计算值为:U_fourier_QD_φ(i)和i的启动采样的电流FFT计算值为:I_fourier_QD_φ(i),φ=A,B,C;
“将保护FFT计算值、启动FFT计算值进行相比互校验,以获得第一校验结果”步骤具体为:
将保护采样回路的电压FFT计算值、电流FFT计算值和启动采样回路的电压FFT计算值、电流FFT计算值分别按照公式一至八进行逻辑相比互校验:
公式一:(I_fourier_BH_φ(i)>ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式二:(I_fourier_BH_φ(i)<ki*I_fourier_QD_φ(i))
公式三:max(I_fourier_BH_φ(i),I_fourier_QD_φ(i))>ki1*Ithresh
公式四:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_QD_φ(i))>ki2*Ithresh
公式五:(U_fourier_BH_φ(i)>ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式六:(U_fourier_BH_φ(i)<ku*U_fourier_QD_φ(i))
公式七:abs(U_fourier_BH_φ(i)-U_fourier_QD_φ(i))>ku2*Uthresh
公式八:max(U_fourier_BH_φ(i),U_fourier_QD_φ(i))>ku1*Uthresh
式中:系数取ku和ki均取1.333;ki1取0.5,ki2取0.25,Ithresh取0.2IN;ku1取0.5,ku2取0.25,Uthresh取0.2UN;
将公式一获得的结果及公式二获得的结果进行逻辑或运算,以输出第一电流逻辑值;
将公式三获得的结果及公式四获得的结果进行逻辑与运算,以输出第二电流逻辑值;
将第一电流逻辑值、第二电流逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电流逻辑值;
将公式五获得的结果及公式六获得的结果进行逻辑或运算,以输出第一电压逻辑值;
将公式七获得的结果及公式八获得的结果进行逻辑与运算,以输出第二电压逻辑值;
将第一电压逻辑值、第二电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出第三电压逻辑值;
将第三电流逻辑值、第三电压逻辑值进行逻辑或运算,以输出所述第一校验结果。
9.如权利要求8所述的提高继电保护可靠性的方法,其特征在于:利用公式九:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_BH_φ(i-1))>idelta进行判断,在判断出大于idelta的目标结果连续产生的次数小于预设的基准次数值时,判断为发生采样异常大数据,并产生所述第二校验结果,idelta为预设的电流变化量阈值。
10.如权利要求9所述的提高继电保护可靠性的方法,其特征在于:“利用公式九:abs(I_fourier_BH_φ(i)-I_fourier_BH_φ(i-1))>idelta进行判断,在判断出大于idelta的目标结果连续产生的次数小于预设的基准次数值时,判断为发生采样异常大数据,并产生所述第二校验结果”步骤具体为:
利用存储的电流FFT计算值及公式九获得第八比较结果,第八比较结果为大于idelta的目标结果或者小于idelta的忽略结果;
判断第八比较结果的类型,在判断出第八比较结果为大于idelta的目标结果时,进行计数以获得当前计数值,并将当前计数值与预设的基准次数进行比计较,在比较出当前计数值与预设的基准次数值相对应时,产生所述第二校验结果,并将当前计数值清零;在比较出当前计数值与预设的基准次数值相不对应时,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果;
判断出第八比较结果为小于idelta的目标结果时,并将当前计数值清零,判断第八比较单元提供的连续的下一个第八比较结果。
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