CN116995625B - 一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法及系统,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端(CPE),包括:为任一区域自组网网络指定一台CPE作为主机CPE,区域自组网网络中的其他CPE作为子机CPE;利用所述主机将网络拓扑配置信息解析后发送至区域自组网网络的各子机CPE,以使得子机CPE根据网络拓扑配置信息选择互通的子机CPE进行差动业务数据交互;以及使得子机CPE将差动保护配置信息发送至通信连接的差动保护装置完成网络拓扑的配置,实现差动保护装置根据差动配置信息进行保护逻辑选择。本申请具有灵活的自组网能力,不依赖运营商基站等公网传输设备,大幅降低基建投资工程实施周期短。

Description

一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法及系统
技术领域
本申请涉及配电网技术领域,尤其涉及一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法及系统。
背景技术
光纤差动保护作为主保护具有动作速度快、可靠性高、通讯稳定性强等优点,但需要铺设专用光纤通道,成本高昂且实施困难,运维也较为复杂,配电网线路多,光纤差动保护普及的基建投资大工程实施周期长。基于5G公网的差动保护装置受到公网通信环节多、运维主体多以及SIM卡欠费导致运营商关停机等问题的影响,对5G差动保护的稳定性运行构成一定挑战。此外,部分配电网开闭所在商场或小区地下室等位置铺设光纤困难,同时5G信号难以覆盖。这些问题限制了基于光纤和5G的差动保护装置在满足大规模、动态变化的配电网需求方面的应用。
发明内容
本申请实施例提供一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法及系统,提出一种基于区域自组网通讯方式的差动保护方法及系统,采用无线通信方式,具有灵活的自组网能力,不依赖运营商基站等公网传输设备,大幅降低基建投资工程实施周期短。
本申请实施例提出一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端(CPE),其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,包括如下步骤:
为任一区域自组网网络指定一台CPE作为主机CPE,区域自组网网络中的其他CPE作为子机CPE;
利用所述主机将网络拓扑配置信息解析后发送至区域自组网网络的各子机CPE,以使得子机CPE根据网络拓扑配置信息选择互通的子机CPE进行差动业务数据交互;以及
使得子机CPE将差动保护配置信息发送至通信连接的差动保护装置完成网络拓扑的配置,实现差动保护装置根据差动配置信息进行两端差动或三端差动保护逻辑选择。
可选的,差动保护装置和CPE之间通过以太网通信连接;
差动保护装置通过以太网将差动业务数据传输给CPE,CPE通过私有协议对差动业务数据进行加密,以在加密后,CPE将差动业务数据发送给其他CPE;以及
CPE接收到区域自组网网络内其他CPE发送的握手报文后,先执行身份验证,验证通过后才与其他CPE进行差动业务数据的交互。
可选的,各CPE分配有唯一身份标识APPID,且任一CPE的报文编码有相应的身份标识APPID,还包括:
主机CPE解析网络拓扑配置信息,网络拓扑配置信息中包括每个子机CPE配置的接收APPID;
根据子机配置的接收APPID,主机CPE将各子机的配置信息广播发送,以使得子机CPE收到主机CPE发送的网络拓扑配置信息报文后,先检查网络拓扑配置信息报文中的发送APPID是否与自身APPID一致,若不一致,则丢弃该报文;若一致,则继续判断该报文中的配置CRC是否发生变化,若CRC校验码未变化,怎子机CPE将继续与已建立互通的CPE交互差动业务报文,若CRC校验码发生变化,子机CPE将配置信息发送给通信连接的差动保护装置,以更新差动保护装置的配置信息。
可选的,任一差动保护装置还执行如下流程:
差动保护装置基于TCP报文判断物理链路是否正常,在异常的情况下,退出本侧差动保护功能,在正常的情况下,将本侧的差动业务数据发送至是对应的CPE,以及解析传输的报文进行差动保护计算;
所述主机CPE配置有对时模块,以在解码后将对时信息通过SNTP报文传输至子机CPE,所述主机CPE按照预设周期发送对时报文至其他子机CPE,以使差动保护装置作为SNTP客户端完成时间同步。
可选的,所述差动保护装置与相应的CPE之间传输配置信息报文,CPE将解析后的网络拓扑配置信息传给差动保护装置,以基于接收端APPID使得差动保护装置进入相应的保护逻辑;以及
任一侧通讯报文告警,差动保护装置退出三端差动模式进入两端差动保护逻辑计算,且在两端差动模式下的HDLC通讯报文告警则退出差动保护逻辑,在HDLC通讯报文正常时,差动保护装置根据数据通道延时动态调整差动数据同步算法。
可选的,还包括:
CPE对每一帧差动业务数据报文进行封装和加密后,并对对侧CPE的回复报文进行解析,以判断该帧报文是否丢失或延时过大;
当检测到丢帧或延时过大的情况下,发送方按照预设的频段f1重发该帧报文;
若对侧CPE收到该帧报文且通讯延时符合预期,则继续在频段f1进行通讯;
若经过多次重发后,对侧CPE仍未回复收到该帧报文或延时过大,则触发切换频段机制,基于预设的切频策略,切换频段f1-f10,直至通讯恢复正常,两侧CPE在正常的频段进行通讯。
可选的,差动保护装置检测到与对侧HDLC报文通讯异常后,发出通道告警信息,在通讯正常的情况下,解析差动业务报文中的时间信息其中包含对侧差动保护装置发送编号X的HDLC报文时间戳T1,对侧CPE发送编号X的HDLC报文时间戳T2,计算对侧差动数据处理延时Δtm=T2-T1;
本侧CPE接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T3,本侧差动保护装置接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T4,计算本侧差动数据处理延时Δtn=T4-T3;
将两侧处理延时分别发送至对侧,对侧接收到Δtm和Δtn后,计算通道延时偏差值Δtd=fabs(Δtm-Δtn)/2;
根据预设偏差值Tset判断差动数据的采样时刻是否需要补偿,当Δtd>Tset的情况下,在发送下一帧差动业务数据时对采样时刻进行调整,增加补偿时间Δtb,满足:
Δtb=(Δtd+Ts)*fs
其中Δtb为补偿时间,Δtd为计算通道延时偏差值,Ts为固有延时时间,fs为补偿系数;
Δtd<Tset的情况下,无需补偿,采样时刻采用差动保护装置的本地时间。
可选的,还包括通过如下方式执行差动保护装置的差动保护逻辑自切换:
差动保护装置默认为三端差动模式;
在网络拓扑配置信息中有两台CPE的接收APPID与自身APPID一致,且本机的接收APPID为该两台CPE的情况下,差动保护装置进入三端差动保护计算;
在差动保护装置运行过程中,当某一无线通道通讯告警,三侧差动保护装置有一侧能接收到两侧数据,则另两侧根据该一侧的跳闸信息进行保护跳闸。
本申请实施例还提出一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护系统,应用于配电网络,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端(CPE),其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,基于差动保护装置和CPE实现如前述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法的步骤。
本申请提出了一种基于区域自组网通讯方式的差动保护方法及系统,本申请采用无线通信方式,具有灵活的自组网能力,不依赖运营商基站等公网传输设备,能够大幅降低基建投资工程实施周期短,通过CPE和差动保护装置的协同工作,全面满足差动保护技术要求,实现对配电网的准确保护和及时响应,提高了配电网的安全性和稳定性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本实施例的基于区域自组网通讯的配电网差动保护框架示例;
图2为本实施例的差动保护装置与CPE通讯交互逻辑示例;
图3为本实施例的无线自组网网络拓扑逻辑示例;
图4为本实施例的自适应通道延时动态调整采样时刻同步算法逻辑示例。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本申请针对现有光纤差动保护和5G差动保护的技术问题,提出一种基于区域自组网通讯的差动保护方法及系统,全面满足差动保护技术要求,最大程度地减少故障停电范围和时间。本申请实施例提出一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,如图1所示,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端(CPE),其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,差动保护装置负责数据信息采集及保护逻辑计算,负责采集电压、电流等模拟量数据以及开关量、闭锁重合闸、保护动作等开关量状态,并将这些差动业务数据组成HDLC协议格式报文,通过以太网或光纤与CPE连接后将HDLC协议报文通过TCP/IP协议与CPE进行交互。
CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,具体的CPE用于进行有线数据和无线数据的转换,将差动业务数据报文封装加密后发送,同时将接收到的报文解密处理,将无线数据转换为有线数据。如图2所示,包括如下步骤:
在步骤S101中,为任一区域自组网网络指定一台CPE作为主机CPE,区域自组网网络中的其他CPE作为子机CPE。一些具体应用中,区域自组网内的CPE之间采用点对多点宽带接入及mesh数据传输,区域内设置一台CPE为主机,负责解析和传递网络拓扑配置信息,主机CPE将网络拓扑配置信息解析后发送至对应的各个子机CPE,子机CPE根据网络拓扑信息选择互通的子机CPE进行差动业务数据交互,并将差动保护配置信息发送至差动保护装置完成网络拓扑的配置。
在步骤S102中,利用所述主机将网络拓扑配置信息解析后发送至区域自组网网络的各子机CPE,以使得子机CPE根据网络拓扑配置信息选择互通的子机CPE进行差动业务数据交互;以及
使得子机CPE将差动保护配置信息发送至通信连接的差动保护装置完成网络拓扑的配置,实现差动保护装置根据差动配置信息进行两端差动或三端差动保护逻辑选择。具体示例中,差动保护装置根据差动配置信息进行两端差动或三端差动保护逻辑选择。
本申请提出了一种基于区域自组网通讯方式的差动保护方法及系统,本申请采用无线通信方式,具有灵活的自组网能力,不依赖运营商基站等公网传输设备,能够大幅降低基建投资工程实施周期短,通过CPE和差动保护装置的协同工作,全面满足差动保护技术要求,实现对配电网的准确保护和及时响应,提高了配电网的安全性和稳定性。
在本申请实施例中,差动保护装置和CPE之间通过以太网通信连接;
差动保护装置通过以太网将差动业务数据传输给CPE,CPE通过私有协议对差动业务数据进行加密,以在加密后,CPE将差动业务数据发送给其他CPE;以及
CPE接收到区域自组网网络内其他CPE发送的握手报文后,先执行身份验证,验证通过后才与其他CPE进行差动业务数据的交互。
具体的,本申请实施例中无线通信终端CPE具备有线数据和无线数据的转换功能。差动保护装置通过以太网将差动业务数据传输给CPE。为了保证差动业务数据的安全传输,CPE通过私有协议对差动业务数据进行软加密,并通过硬件加密芯片进行进一步的加密处理,然后将加密的数据无线传输给其他CPE,防止数据的泄露和篡改。CPE接收到区域内其他子机的CPE握手报文,会对发送握手报文的子机进行身份验证,CPE才会与其他子机进行差动业务数据的交互。
在本申请实施例中,各CPE分配有唯一身份标识APPID,且任一CPE的报文编码有相应的身份标识APPID,还包括:
主机CPE解析网络拓扑配置信息,网络拓扑配置信息中包括每个子机CPE配置的接收APPID;
根据子机配置的接收APPID,主机CPE将各子机的配置信息广播发送,以使得子机CPE收到主机CPE发送的网络拓扑配置信息报文后,先检查网络拓扑配置信息报文中的发送APPID是否与自身APPID一致,若不一致,则丢弃该报文;若一致,则继续判断该报文中的配置CRC是否发生变化,若CRC校验码未变化,怎子机CPE将继续与已建立互通的CPE交互差动业务报文,若CRC校验码发生变化,子机CPE将配置信息发送给通信连接的差动保护装置,以更新差动保护装置的配置信息。
如图3所示的无线自组网网络拓扑逻辑,本申请实施例中主机CPE负责解析和发送网络拓扑配置信息,通过广播报文方式传输给区域自组网中的每个CPE。每个CPE设置一个唯一的身份标识APPID,该APPID会被编码并放入通讯报文中。主机CPE解析网络拓扑配置信息,其中包括每个子机CPE配置的接收APPID。根据子机配置的接收APPID数据信息,主机CPE将各子机的配置信息广播发送。子机CPE收到主机CPE发送的网络拓扑报文后,首先检查配置信息报文中的发送APPID是否与自身APPID一致。若不一致,则丢弃该广播报文;若一致,则继续判断该广播报文中的配置CRC是否发生变化。如果CRC校验码未变化,子机CPE将继续与已建立互通的CPE交互差动业务报文。若CRC校验码发生变化,子机CPE将配置信息发送给差动保护装置。差动保护装置根据收到的配置信息更新对侧差动保护的配置信息,并根据更新后的配置信息与对侧差动保护装置进行差动保护数据交互。
在本申请实施例中,任一差动保护装置还执行如下流程:
差动保护装置基于TCP报文判断物理链路是否正常,在异常的情况下,退出本侧差动保护功能,在正常的情况下,将本侧的差动业务数据发送至是对应的CPE,以及解析传输的报文进行差动保护计算,具体可以解析CPE传输的HDLC协议报文进行差动保护逻辑计算。
所述主机CPE配置有对时模块,以在解码后将对时信息通过SNTP报文传输至子机CPE,所述主机CPE按照预设周期发送对时报文至其他子机CPE,以使差动保护装置作为SNTP客户端完成时间同步。
在一些具体示例中,差动保护装置根据TCP报文判断物理链路是否正常,当链路中断时退出本侧差动保护功能。当链路正常时将本侧的差动业务数据发送至CPE,并解析CPE传输的HDLC协议报文进行差动保护逻辑计算。主机CPE配置GPS/北斗卫星芯片进行对时,通过解码后的时间将对时信息通过SNTP报文格式传输至其他子机CPE,主机CPE周期性的发送对时报文至其他子机CPE,差动保护装置作为SNTP客户端完成时间同步管理,保证发送的模拟量数据和开关量数据采样时刻的准确性。
在本申请实施例中,所述差动保护装置与相应的CPE之间传输配置信息报文,CPE将解析后的网络拓扑配置信息传给差动保护装置,以基于接收端APPID使得差动保护装置进入相应的保护逻辑;以及
任一侧通讯报文告警,差动保护装置退出三端差动模式进入两端差动保护逻辑计算,且在两端差动模式下的HDLC通讯报文告警则退出差动保护逻辑,在HDLC通讯报文正常时,差动保护装置根据数据通道延时动态调整差动数据同步算法。
一种具体的示例如下:配置接收端APPID为二时,差动保护装置进入三端差动保护逻辑,与对侧一、对侧二差动保护装置进行数据交互;接收端APPID为一时,差动保护装置进入两端差动保护逻辑;进一步检测对侧一HDLC报文通讯是否正常,进一步检测对侧二HDLC报文是否通讯正常。任一侧通讯报文告警,差动保护装置退出三端差动模式进入两端差动保护逻辑计算,进一步地两端差动模式下的HDLC通讯报文告警则退出差动保护逻辑;当HDLC报文通讯正常时,差动保护装置根据无线和有线通道延时动态调整差动数据同步算法。
CPE的无线丢帧和高延时防护机制,自组网无线通信终端在运行过程会收到电磁干扰,发送的差动业务数据报文在传输过程中会延时或丢失,在本申请实施例中,还包括:
CPE对每一帧差动业务数据报文进行封装和加密后,并对对侧CPE的回复报文进行解析,以判断该帧报文是否丢失或延时过大;
当检测到丢帧或延时过大的情况下,发送方按照预设的频段f1重发该帧报文;
若对侧CPE收到该帧报文且通讯延时符合预期,则继续在频段f1进行通讯;
若经过多次重发后,例如十次,对侧CPE仍未回复收到该帧报文或延时过大,则触发切换频段机制,基于预设的切频策略,切换频段f1-f10,直至通讯恢复正常,两侧CPE在正常的频段进行通讯。
在本申请实施例中,如图4所示,差动保护装置的自适应通道延时动态补偿采样时刻算法,差动业务数据每一帧均包含采样时刻信息,差动保护装置检测到与对侧HDLC报文通讯异常后,发出通道告警信息,在通讯正常的情况下,解析差动业务报文中的时间信息其中包含对侧差动保护装置发送编号X的HDLC报文时间戳T1,对侧CPE发送编号X的HDLC报文时间戳T2,计算对侧差动数据处理延时Δtm=T2-T1;
本侧CPE接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T3,本侧差动保护装置接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T4,计算本侧差动数据处理延时Δtn=T4-T3;
将两侧处理延时分别发送至对侧,对侧接收到Δtm和Δtn后,计算通道延时偏差值Δtd=fabs(Δtm-Δtn)/2;
根据预设偏差值Tset判断差动数据的采样时刻是否需要补偿,当Δtd>Tset的情况下,在发送下一帧差动业务数据时对采样时刻进行调整,增加补偿时间Δtb,满足:
Δtb=(Δtd+Ts)*fs
其中Δtb为补偿时间,Δtd为计算通道延时偏差值,Ts为固有延时时间,fs为补偿系数;
Δtd<Tset的情况下,无需补偿,采样时刻采用差动保护装置的本地时间。
在本申请实施例中,还包括通过如下方式执行差动保护装置的差动保护逻辑自切换:
差动保护装置默认为三端差动(光差)模式;
在网络拓扑配置信息中有两台CPE的接收APPID与自身APPID一致,且本机的接收APPID为该两台CPE的情况下,差动保护装置进入三端差动保护计算;
在差动保护装置运行过程中,当某一无线通道通讯告警,三侧差动保护装置有一侧能接收到两侧数据,则另两侧根据该一侧的跳闸信息进行保护跳闸。
本申请实施例还提出一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护系统,应用于配电网络,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端(CPE),其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,基于差动保护装置和CPE实现如前述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法的步骤。
本申请提出了一种基于区域自组网通讯方式的差动保护方法及系统,本申请采用无线通信方式,具有灵活的自组网能力,不依赖运营商基站等公网传输设备,能够大幅降低基建投资工程实施周期短,通过CPE和差动保护装置的协同工作,全面满足差动保护技术要求,实现对配电网的准确保护和及时响应,提高了配电网的安全性和稳定性。
此外,尽管已经在本文中描述了示例性实施例,其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如,各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释,并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例,其示例将被解释为非排他性的。因此,本说明书和示例旨在仅被认为是示例,真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如,上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外,在上述具体实施方式中,各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反,本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而,以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求独立地作为单独的实施例,并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本公开的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,其特征在于,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端CPE,其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,包括如下步骤:
为任一区域自组网网络指定一台CPE作为主机CPE,区域自组网网络中的其他CPE作为子机CPE;
利用所述主机将网络拓扑配置信息解析后发送至区域自组网网络的各子机CPE,以使得子机CPE根据网络拓扑配置信息选择互通的子机CPE进行差动业务数据交互;以及
使得子机CPE将差动保护配置信息发送至通信连接的差动保护装置完成网络拓扑的配置,实现差动保护装置根据差动配置信息进行两端差动或三端差动保护逻辑选择;
差动保护装置和CPE之间通过以太网通信连接;
差动保护装置通过以太网将差动业务数据传输给CPE,CPE通过私有协议对差动业务数据进行加密,以在加密后,CPE将差动业务数据发送给其他CPE;以及
CPE接收到区域自组网网络内其他CPE发送的握手报文后,先执行身份验证,验证通过后才与其他CPE进行差动业务数据的交互;
各CPE分配有唯一身份标识APPID,且任一CPE的报文编码有相应的身份标识APPID,还包括:
主机CPE解析网络拓扑配置信息,网络拓扑配置信息中包括每个子机CPE配置的接收APPID;
根据子机配置的接收APPID,主机CPE将各子机的配置信息广播发送,以使得子机CPE收到主机CPE发送的网络拓扑配置信息报文后,先检查网络拓扑配置信息报文中的发送APPID是否与自身APPID一致,若不一致,则丢弃该报文;若一致,则继续判断该报文中的配置CRC是否发生变化,若CRC校验码未变化,子机CPE将继续与已建立互通的CPE交互差动业务报文,若CRC校验码发生变化,子机CPE将配置信息发送给通信连接的差动保护装置,以更新差动保护装置的配置信息;
所述差动保护装置与相应的CPE之间传输配置信息报文,CPE将解析后的网络拓扑配置信息传给差动保护装置,以基于接收端APPID使得差动保护装置进入相应的保护逻辑;以及,
任一侧通讯报文告警,差动保护装置退出三端差动模式进入两端差动保护逻辑计算,且在两端差动模式下的HDLC通讯报文告警则退出差动保护逻辑,在HDLC通讯报文正常时,差动保护装置根据数据通道延时动态调整差动数据同步算法;
差动保护装置检测到与对侧HDLC报文通讯异常后,发出通道告警信息,在通讯正常的情况下,解析差动业务报文中的时间信息其中包含对侧差动保护装置发送编号X的HDLC报文时间戳T1,对侧CPE发送编号X的HDLC报文时间戳T2,计算对侧差动数据处理延时Δtm=T2-T1;
本侧CPE接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T3,本侧差动保护装置接收对侧编号X的HDLC报文时间戳T4,计算本侧差动数据处理延时Δtn=T4-T3;
将两侧处理延时分别发送至对侧,对侧接收到Δtm和Δtn后,计算通道延时偏差值Δtd=fabs(Δtm-Δtn)/2;
根据预设偏差值Tset判断差动数据的采样时刻是否需要补偿,当Δtd>Tset的情况下,在发送下一帧差动业务数据时对采样时刻进行调整,增加补偿时间Δtb,满足:
Δtb=(Δtd+Ts)*fs
其中Δtb为补偿时间,Δtd为计算通道延时偏差值,Ts为固有延时时间,fs为补偿系数;
Δtd<Tset的情况下,无需补偿,采样时刻采用差动保护装置的本地时间。
2.如权利要求1所述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,其特征在于,任一差动保护装置还执行如下流程:
差动保护装置基于TCP报文判断物理链路是否正常,在异常的情况下,退出本侧差动保护功能,在正常的情况下,将本侧的差动业务数据发送至对应的CPE,以及解析传输的报文进行差动保护计算;
所述主机CPE配置有对时模块,以在解码后将对时信息通过SNTP报文传输至子机CPE,所述主机CPE按照预设周期发送对时报文至其他子机CPE,以使差动保护装置作为SNTP客户端完成时间同步。
3.如权利要求1所述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,其特征在于,还包括:
CPE对每一帧差动业务数据报文进行封装和加密后,并对对侧CPE的回复报文进行解析,以判断该帧报文是否丢失或延时过大;
当检测到丢帧或延时过大的情况下,发送方按照预设的频段f1重发该帧报文;
若对侧CPE收到该帧报文且通讯延时符合预期,则继续在频段f1进行通讯;
若经过多次重发后,对侧CPE仍未回复收到该帧报文或延时过大,则触发切换频段机制,基于预设的切频策略,切换频段f1-f10,直至通讯恢复正常,两侧CPE在正常的频段进行通讯。
4.如权利要求1所述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法,其特征在于,还包括通过如下方式执行差动保护装置的差动保护逻辑自切换:
差动保护装置默认为三端差动模式;
在网络拓扑配置信息中有两台CPE的接收APPID与自身APPID一致,且本机的接收APPID与所述两台CPE对应的情况下,差动保护装置进入三端差动保护计算;
在差动保护装置运行过程中,当某一无线通道通讯告警,三侧差动保护装置有一侧能接收到两侧数据,则另两侧根据该一侧的跳闸信息进行保护跳闸。
5.一种基于区域自组网通讯的配电网差动保护系统,其特征在于,应用于配电网络,在所述配电网线路每侧配置差动保护装置和无线差动通信终端CPE,其中,差动保护装置和CPE之间通信连接,且至少两个CPE组成区域自组网网络,差动保护装置将差动业务数据通过预设格式的报文发送至与其通信连接的CPE,CPE接收报文并进行协议转换后发送至其他CPE,CPE还用于解析其他CPE发送的报文,基于差动保护装置和CPE实现如权利要求1-4任一项所述的基于区域自组网通讯的配电网差动保护方法的步骤。
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