CN113783166A - 一种分布式元件保护子机控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式元件保护子机控制方法及系统，其中方法包括如下步骤：将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；控制任一分布式元件保护子机通过共享通信网络获取其他分布式元件保护子机的身份识别信息和采样数据信息；判断采样数据信息是否满足保护动作条件；如满足保护动作条件，则依据对应的身份识别信息，控制相应分布式元件保护子机执行保护动作；如不满足保护动作条件，则控制若干个分布式元件保护子机保持现有状态。通过设置若干个分布式元件保护子机的身份编号进行分布式元件保护子机的身份识别，并通过对应采样数据信息判断是否执行保护动作，并控制对应保护设备执行保护动作。

Description

一种分布式元件保护子机控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种分布式元件保护子机控制方法及系统。

背景技术

近年来，我国智能变电站发展迅速，有力推动了继电保护技术创新，小型化、就地化保护是当前智能变电站继电保护技术发展的方向。就地化变压器保护、母线保护等元件保护采用分布式结构，由多台就地化保护子机构成，各子机共享信息、协同运行。每台子机负责完成若干间隔模拟量、开关量采集，同时接收其它子机的采集数据，然后独立完成保护逻辑运算及跳闸出口。在此多子机协同工作的保护系统中，各子机身份识别尤为重要，需要提供一种实现简单、功能可靠的方法，对各子机的身份进行标识，以此明确接收到的采集信息的物理意义，进而完成保护逻辑判别，最终根据各子机身份定位确定保护动作出口行为。

目前智能变电站间隔层设备及过程层设备的身份识别是通过全站系统配置文件(SCD)实现的，由虚端子连线信息确定各设备之间通信数据的物理意义。智能变电站建设及运行经验表明，配置文件的存在大大增加了智能变电站调试的难度，并且配置文件缺乏有效的技术管控手段，存在配置文件错误导致保护不正确动作风险。

目前智能变电站间隔层设备及过程层设备的身份识别是通过全站系统配置文件(SCD)实现的，由虚端子连线信息确定各设备之间通信数据的物理意义。保护装置等间隔层智能电子设备(IED)有唯一的IED名称、IP地址、MAC地址及APPID等信息进行身份标识，该信息在编制全站SCD文件时进行统一分配。每个IED设备下包含有多个控制块用于与其它IED设备之间进行通信，传递模拟量、开关量等信息。各IED设备控制块之间的数据交互通过虚端子连线确定数据流的订阅或发送。由此，智能站IED设备实现互联互通及数据共享。

智能变电站建设及运行经验表明，配置文件的存在大大增加了智能变电站调试的难度，并且配置文件缺乏有效的技术管控手段，存在配置文件错误导致保护不正确动作风险。特别是在变电站改扩建过程中，全站SCD文件的修改往往影响到正常运行设备，大大增大了工程难度及风险。母线保护、变压器保护等元件保护为分布式模式时，若仍采用目前的智能变电站IED身份识别方式，则元件保护IED设备的个数将呈倍数增加，大大增加了全站SCD文件的复杂程度。

例如，申请号为CN105896470A的中国专利申请文件中公开了一种基于双环网的无主式就地化变压器保护装置及保护方法，其中，各保护子机就地采集本侧的电流、电压模拟量和开关量，并通过双环网与其它保护子机双向通信共享数据，保护模块根据动作条件控制跳开相应的断路器。而且，各保护子机均设置软地址，该软地址同时作为环网内部的通信地址和保护子机类型的标识码。并且，当本侧保护子机满足保护动作条件时，保护模块控制与本侧保护子机相连的断路器直接跳开，当所有保护子机均满足保护动作条件时，保护模块控制与各保护子机相应的断路器跳开。该保护方法在保护动作控制时，只是简单控制，即当对应的保护子机满足保护动作条件时，就控制与该保护子机对应的断路器跳开，并没有结合身份识别的具体技术手段进行身份识别以及保护动作，动作可靠性较差。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种分布式元件保护子机控制方法及系统，通过设置若干个分布式元件保护子机的身份编号进行分布式元件保护子机的身份识别，进而通过若干个分布式元件保护子机的对应采样数据信息判断是否执行保护动作，并依据对应关系控制保护设备执行保护动作。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种分布式元件保护子机控制方法，包括如下步骤：

将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；

控制任一所述分布式元件保护子机通过所述共享通信网络获取其他所述分布式元件保护子机的所述身份识别信息和所述采样数据信息；

判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件；

如所述采样数据信息满足保护动作条件，则依据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息，控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作；

如所述采样数据信息不满足保护动作条件，则控制所述若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

进一步地，所述将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络，包括：

将所述分布式元件保护子机的所述身份标识信息和所述采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中；

将所述数据采样帧发送至所述共享通信网络。

进一步地，所述身份标识信息为所述数据采样帧源地址的组成部分。

进一步地，所述判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件，包括：

依据所述身份标识信息和所述采样数据信息的对应关系，获取所述采样数据信息中采样数据的物理意义；

依据所述采样数据的物理意义，将所述采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存；

对所述采样数据信息进行保护判别。

进一步地，所述依据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作，包括：

依据与所述采样数据信息对应的所述分布式元件保护子机，获取所述保护动作的出口接点；

控制所述出口接点对应的保护设备执行保护动作。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种分布式元件保护子机控制系统，包括：

发送模块，其用于将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；

接收模块，其用于控制任一所述分布式元件保护子机通过所述共享通信网络获取其他所述分布式元件保护子机的所述身份识别信息和所述采样数据信息；

判断模块，其用于判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件；

控制模块，其用于当所述采样数据信息满足保护动作条件时据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息，控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作；

所述控制模块还用于当所述采样数据信息不满足保护动作条件时控制所述若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

进一步地，所述发送模块包括：

第一发送单元，其用于将所述分布式元件保护子机的所述身份标识信息和所述采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中；

第二发送单元，其用于将所述数据采样帧发送至所述共享通信网络。

进一步地，所述身份标识信息为所述数据采样帧源地址的组成部分。

进一步地，所述判断模块包括:

第一获取单元，其用于依据所述身份标识信息和所述采样数据信息的对应关系，获取所述采样数据信息中采样数据的物理意义；

传输单元，其用于依据所述采样数据的物理意义，将所述采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存；

判断单元，其用于对所述采样数据信息进行保护判别。

进一步地，所述控制模块包括：

第二获取单元，其用于依据与所述采样数据信息对应的所述分布式元件保护子机，获取所述保护动作的出口接点；

控制单元，其用于控制所述出口接点对应的保护设备执行保护动作。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过设置若干个分布式元件保护子机的身份编号进行分布式元件保护子机的身份识别，进而通过若干个分布式元件保护子机的对应采样数据信息判断是否执行保护动作，并依据对应关系控制保护设备执行保护动作，不必依赖于配置文件，减少了调试时的工作量，避免了由于配置文件错误导致的保护不正确动作的风险；各分布式元件保护子机身份编号可以根据工程应用情况灵活设置，提高了系统的适应性，可以通用一个控制系统，方便了系统管理，还具有身份编号设置简单、检验方便等优点，降低了身份编号设置错误的风险。

附图说明

图1是本发明实施例提供的分布式元件保护子机控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的分布式元件保护子机身份编号判断逻辑图；

图3是本发明实施例提供的分布式元件保护子机接收数据及判断逻辑图；

图4是本发明实施例提供的分布式元件保护子机控制系统的模块图；

图5是本发明实施例提供的发送模块框图；

图6是本发明实施例提供的判断模块框图；

图7是本发明实施例提供的控制模块框图。

附图标记：

1、发送模块，11、第一发送单元，12、第二发送单元，2、接收模块，3、判断模块，31、第一获取单元，32、传输单元，33、判断单元，4、控制模块；41、第二传输单元，42、控制单元。

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。

在电力系统中，分布式保护系统包括至少两个分布式元件保护子机，具体个数根据实际需要进行设置。各子机之间通过通讯线路(以下称为共享通信网络或者保护通信网络)相互连接，每个分布式元件保护子机均能够获取其它分布式元件保护子机的相关信息，并且，各分布式元件保护子机还可以独立完成全部保护功能。系统中的分布式元件保护(比如分布式母线保护)子机的保护方法以软件程序的方式加载在分布式元件保护程序中。

图1是本发明实施例提供的分布式元件保护子机控制方法流程图。

图2是本发明实施例提供的分布式元件保护子机身份编号判断逻辑图。

图3是本发明实施例提供的分布式元件保护子机接收数据及判断逻辑图。

请参照图1图2和图3，本发明实施例的第一方面提供了一种分布式元件保护子机控制方法，包括如下步骤：

S100，将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络。

其中，若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息的对应关系预存分布式元件保护子机控制系统中，上述对应关系反应了分布式元件保护子机的模拟量和/或开关量端子定义。

各分布式元件保护子机采集对应的采样数据信息，比如模拟量、开关量等信息，然后将对应分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息发送至共享通信网络中。其中，身份标识信息代表着分布式元件保护子机的身份信息，根据身份标识信息能够确定对应的子机。本实施例中，身份标识信息以分布式元件保护子机身份编号为例，即各分布式元件保护子机将对应的身份标识信息以分布式元件保护子机身份编号的形式发送至共享通信网络中。

S200，控制任一分布式元件保护子机通过共享通信网络获取其他分布式元件保护子机的身份识别信息和采样数据信息。

S300，判断采样数据信息是否满足保护动作条件。

S400，如采样数据信息满足保护动作条件，则依据与采样数据信息相对应的身份识别信息，控制相应分布式元件保护子机执行保护动作。

S500，如采样数据信息不满足保护动作条件，则控制若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

上述技术方案利用身份标识信息确定各子机的身份，不依赖配置文件，减少了工程调试时的工作量，避免了由于配置文件错误导致的保护不正确动作的风险；各分布式元件保护子机身份标识信息可以根据工程应用情况灵活设置，提高了软件的适应性，各分布式元件保护子机可以通用一个保护程序，方便软件管理。而且，各分布式元件保护子机将身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络中，各分布式元件保护子机就能够从共享通信网络中接收到其它分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息，各分布式元件保护子机就可以根据其它各分布式元件保护子机的采样数据信息进行保护判别，当满足保护动作条件时，根据采样数据信息对应的身份标识信息确定对应的分布式元件保护子机，然后根据确定的分布式元件保护子机就能够进行相应的保护动作。因此结合身份标识信息来进行保护动作定位，能够根据身份标识信息精确定位需要动作的子机，提高保护动作的精确度，保证系统不会出现误动作或者不动作的情况，提高了动作可靠性。

可选的，在本控制方法的步骤S100中，将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络，包括：

S110，将分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中。

本技术方案通过将分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中，实现了分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息的同步发送。

S120，将数据采样帧发送至共享通信网络。

通过采样数据帧的形式将分布式元件保护子机身份编号和采样数据信息一并发送。其中，采样数据信息和分布式元件保护子机身份编号分别添加在采样数据帧中的对应区域中。

作为一个具体实施方式，分布式元件保护子机身份编号为采样数据帧中源地址的一部分内容。还可以这样理解，采样数据信息本身就通过采样数据帧进行发送，而保护程序将分布式元件保护子机身份编号添加到采样数据帧中，作为采样数据帧中源地址的一部分，实现分布式元件保护子机身份编号和采样数据信息一并发送。表1是采样数据帧的一种具体格式。

表1

另外，各分布式元件保护子机根据工程应用场景来设置正确的分布式元件保护子机身份编号，并且，分布式元件保护子机身份编号的参数定值可供工程人员整定，即分布式元件保护子机身份编号以分布式元件保护子机参数定值的形式提供给工程人员整定，还可以支持在线读取及打印。

具体的，身份标识信息为分布式元件保护子机的数据采样帧源地址的组成部分。

可选的，在本控制方法的步骤S300中，判断采样数据信息是否满足保护动作条件，包括：

S310，依据身份标识信息和采样数据信息的对应关系，获取采样数据信息中采样数据的物理意义。

S320，依据采样数据的物理意义，将采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存。

S330，对采样数据信息进行保护判别。

分布式元件保护子机在本控制方法的步骤S400中，依据与采样数据信息相对应的身份识别信息控制相应分布式元件保护子机执行保护动作，包括：

S410，依据与采样数据信息对应的分布式元件保护子机，获取保护动作的出口接点。

S420，控制出口接点对应的保护设备执行保护动作。

需要对各子机的子机身份编号和对应的采样数据信息按照相应的约定关系进行约定。因为采样数据信息不止一种，按照数据类型可以分为模拟量和开关量信息，或者分为电流采样数据、电压采样数据等，而且，采样数据帧中的采样数据为数据串，所以，通过该约定关系能够识别出子机身份编号对应的采样数据串中的各种采样数据的物理意义，以及在采样数据帧中的位置关系。并且，该约定关系可以预先写入相应的软件程序中。约定关系由子机硬件及工程应用场景决定，且是唯一的。表2给出约定关系的一种具体的实现方式。

表2

如表2所示，采样数据帧中包括若干个通道，各个通道代表着采样数据不同的物理意义，比如：通道1代表A相电流，通道2代表B相电流，通道3代表C相电流，约定关系就包含上述各通道对应的物理意义。

各分布式元件保护子机从共享通信网络中能够接收到其它分布式元件保护子机的采样数据帧，即其它分布式元件保护子机的身份编号和对应的采样数据信息，根据分布式元件保护子机身份编号能够判断出对应分布式元件保护子机的采样数据信息，然后根据采样数据信息进行保护判别。以下给出保护判别的一种实现过程：各分布式元件保护子机从共享通信网络中接收到其它分布式元件保护子机的身份编号和采样数据信息后，对于其它的任意一个分布式元件保护子机，解析出该分布式元件保护子机的身份编号，根据约定关系确定该分布式元件保护子机的身份编号对应的采样数据信息中的采样数据的物理意义，采样数据的物理意义的确定可由程序自动完成，并且，将采样数据依次填写入对应的保护采样数据缓存区中，然后从该缓存区中调取采样数据进行保护判别。

当满足保护动作条件时，根据满足保护动作条件的采样数据信息找到对应的身份编号，根据该身份编号确定对应的分布式元件保护子机，然后依据相应的分布式元件保护子机确定需要保护动作的出口接点，即确定驱动哪一个(或几个)子机的哪一路(或几路)出口接点，以驱动相应的保护设备进行保护动作。

如图2所示，预先确定分布式元件保护子机身份编号及其对应的模拟量、开关量等信息的约定关系，并提供“分布式元件保护子机身份编号”参数定值供工程人员整定。分布式元件保护子机完成数据采集后，程序将分布式元件保护子机身份编号添加至采样数据帧中，作为源地址的一部分内容发布至共享通信网络中。

如图3所示，在分布式元件保护子机接收到其它分布式元件保护子机的采样数据帧后，解析出该采样数据帧的分布式元件保护子机身份编号，根据预先写入的约定关系，确定采样数据的物理意义，并自动将采样数据依次填写入对应的保护采样数据缓存区。在完成保护逻辑判别后，若保护动作出口，则再根据子机身份编号驱动对应的出口接点。

图4是本发明实施例提供的分布式元件保护子机控制系统的模块图。

相应地，请参照图4，本发明实施例的第二方面提供了一种分布式元件保护子机控制系统，包括：发送模块1、接收模块2、判断模块3和控制模块4。其中，发送模块1，其用于将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络。接收模块2，其用于控制任一分布式元件保护子机通过共享通信网络获取其他分布式元件保护子机的身份识别信息和采样数据信息。判断模块3，其用于判断采样数据信息是否满足保护动作条件。控制模块4，其用于当采样数据信息满足保护动作条件时据与采样数据信息相对应的身份识别信息，控制相应分布式元件保护子机执行保护动作。此外，控制模块4还用于当采样数据信息不满足保护动作条件时控制若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

图5是本发明实施例提供的发送模块框图。

可选的，请参照图5，发送模块1包括：第一发送单元11和第二发送单元12。其中，第一发送单元11，其用于将分布式元件保护子机的身份标识信息和采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中。第二发送单元12，其用于将数据采样帧发送至共享通信网络。

进一步地，身份标识信息为数据采样帧源地址的组成部分。

图6是本发明实施例提供的判断模块框图。

可选的，请参照图6，判断模块3包括:第一获取单元31、传输单元32和判断单元33。其中，第一获取单元31，其用于依据身份标识信息和采样数据信息的对应关系，获取采样数据信息中采样数据的物理意义。传输单元32，其用于依据采样数据的物理意义，将采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存。判断单元33，其用于对采样数据信息进行保护判别。

图7是本发明实施例提供的控制模块框图。

可选的，请参照图7，控制模块4包括：第二获取单元41和控制单元42。其中，第二获取单元41，其用于依据与采样数据信息对应的分布式元件保护子机，获取保护动作的出口接点。控制单元42，其用于控制出口接点对应的保护设备执行保护动作。

本发明实施例旨在保护一种分布式元件保护子机控制方法及系统，其中方法包括如下步骤：将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；控制任一分布式元件保护子机通过共享通信网络获取其他分布式元件保护子机的身份识别信息和采样数据信息；判断采样数据信息是否满足保护动作条件；如采样数据信息满足保护动作条件，则依据与采样数据信息相对应的身份识别信息，控制相应分布式元件保护子机执行保护动作；如采样数据信息不满足保护动作条件，则控制若干个分布式元件保护子机保持现有状态。上述技术方案具备如下效果：

通过设置若干个分布式元件保护子机的身份编号进行分布式元件保护子机的身份识别，进而通过若干个分布式元件保护子机的对应采样数据信息判断是否执行保护动作，并依据对应关系控制保护设备执行保护动作，不必依赖于配置文件，减少了调试时的工作量，避免了由于配置文件错误导致的保护不正确动作的风险；各分布式元件保护子机身份编号可以根据工程应用情况灵活设置，提高了系统的适应性，可以通用一个控制系统，方便了系统管理，还具有身份编号设置简单、检验方便等优点，降低了纷纷编号设置错误的风险。

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)

1.一种分布式元件保护子机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；

控制任一所述分布式元件保护子机通过所述共享通信网络获取其他所述分布式元件保护子机的所述身份识别信息和所述采样数据信息；

判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件；

如所述采样数据信息满足保护动作条件，则依据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息，控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作；

如所述采样数据信息不满足保护动作条件，则控制所述若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

2.根据权利要求1所述的分布式元件保护子机控制方法，其特征在于，所述将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络，包括：

将所述分布式元件保护子机的所述身份标识信息和所述采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中；

将所述数据采样帧发送至所述共享通信网络。

3.根据权利要求2所述的分布式元件保护子机控制方法，其特征在于，

所述身份标识信息为所述数据采样帧源地址的组成部分。

4.根据权利要求1所述的分布式元件保护子机控制方法，其特征在于，所述判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件，包括：

依据所述身份标识信息和所述采样数据信息的对应关系，获取所述采样数据信息中采样数据的物理意义；

依据所述采样数据的物理意义，将所述采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存；

对所述采样数据信息进行保护判别。

5.根据权利要求1所述的分布式元件保护子机控制方法，其特征在于，所述依据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作，包括：

依据与所述采样数据信息对应的所述分布式元件保护子机，获取所述保护动作的出口接点；

控制所述出口接点对应的保护设备执行保护动作。

6.一种分布式元件保护子机控制系统，其特征在于，包括：

发送模块，其用于将若干个分布式元件保护子机的身份标识信息和对应的采样数据信息发送至共享通信网络；

接收模块，其用于控制任一所述分布式元件保护子机通过所述共享通信网络获取其他所述分布式元件保护子机的所述身份识别信息和所述采样数据信息；

判断模块，其用于判断所述采样数据信息是否满足保护动作条件；

控制模块，其用于当所述采样数据信息满足保护动作条件时据与所述采样数据信息相对应的所述身份识别信息，控制相应所述分布式元件保护子机执行保护动作；

所述控制模块还用于当所述采样数据信息不满足保护动作条件时控制所述若干个分布式元件保护子机保持现有状态。

7.根据权利要求6所述的分布式元件保护子机控制系统，其特征在于，所述发送模块包括：

第一发送单元，其用于将所述分布式元件保护子机的所述身份标识信息和所述采样数据信息添加至数据采样帧的对应区域中；

第二发送单元，其用于将所述数据采样帧发送至所述共享通信网络。

8.根据权利要求7所述的分布式元件保护子机控制系统，其特征在于，

所述身份标识信息为所述数据采样帧源地址的组成部分。

9.根据权利要求6所述的分布式元件保护子机控制系统，其特征在于，所述判断模块包括:

第一获取单元，其用于依据所述身份标识信息和所述采样数据信息的对应关系，获取所述采样数据信息中采样数据的物理意义；

传输单元，其用于依据所述采样数据的物理意义，将所述采样数据信息传输至对应的保护采样数据缓存；

判断单元，其用于对所述采样数据信息进行保护判别。

10.根据权利要求6所述的分布式元件保护子机控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：

第二获取单元，其用于依据与所述采样数据信息对应的所述分布式元件保护子机，获取所述保护动作的出口接点；

控制单元，其用于控制所述出口接点对应的保护设备执行保护动作。

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