CN1797901A - 一种继电保护信号传输中的大码距分组码编解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种继电保护信号传输中的大码距分组码编解码方法。主要解决现有技术载波通讯易受干扰及误码率高等问题。编码方法包括选择一组分组码的码字存储于发送机的存储器中；电力系统的继电信号采集器对继电保护命令信号进行采样；根据采样结果，找出采样结果在分组码中对应的码字；发送机的微处理器将找出的码字加上帧头和帧类型等字节组成数据帧发向对侧。解码过程与编码过程互逆。本发明的方法具有纠错力强，译码正确率高等优点。适合于电力系统继电保护信号的传输。

Description

一种继电保护信号传输中的大码距分组码编解码方法

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种继电保护信号传输中的大码距分组码编解码方法。

背景技术

在我国，对于220kV和少数110kV及220kV以上电压等级的超高压输电线路，普遍采用高频保护作为反映故障的主保护。输电线路的高频保护的类型有很多，主要有：相差动高频保护、方向高频保护、高频闭锁距离(零序)保护和远方跳闸高频保护四种类型。高频保护的工作原理是：应用通信技术，采用光纤、输电线路或微波等作为通道，将两侧阶段式保护中测量的判别结果或线路两侧工频电气量传输到对端，对端据此判断以使继电保护装置采取相应的动作。

在高频保护中，继电保护信号的可靠、准确的传输是高频保护的关键。现有的传输技术一般为：

1)载波技术，以输电线路本身作为通道，将电气量调制在50～400kHz的高频电波上沿通道互相传输。这种方法缺点为输电线容易受到各种干扰，信号传输时间较长。

2)数字信号处理及光通信技术，采用光纤为通道，光信号为载体，这种方法利用了光信号不受电磁波辐射等干扰，传输速率较快，可以达到很高的可靠性和传输速度。随着光纤铺设成本的降低，这种技术越来越多应用在于保护信号的传输中。但是，现有用光信号传输中的编解码一般采用1bit作为一路信号的信息量，这时码距较小，这样在误码率达到10的情况下，传输错误情况就为10，而这在继电保护是很难允许的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种继电保护信号传输中的大码距分组码编解码方法，以提高保护信号编解码技术的可靠性。

为完成上述目的，本发明采取的总体技术方案为：继电保护信号传输中的大码距分组码编码方法，包括以下步骤：

步骤1、选择一组分组码的码字存储于发送机的存储器中；

步骤2、电力系统的继电信号采集器对继电保护命令信号进行采样；

步骤3、根据采样结果，找出采样结果在分组码中对应的码字；

步骤4、发送机的微处理器将找出的码字加上帧头和帧类型等字节组成数据帧发向对侧。

继电保护信号传输中的大码距分组码解码方法，包括以下步骤：

步骤1、接收机对接收的数据帧进行解帧，将命令码字分离出来；

步骤2、对码字进行译码并与存储的码字进行比较，考虑到电力系统对保护安全性和可靠性要求，结合分组码纠错能力强的特点，设置合适的允许错误码位，就可以在要求的安全性下得到理想的可靠性；

步骤3、根据允许的错误码位，得到正确的命令信号；

步骤4、将命令信号发送给保护装置。

上述所述分组码为64位分组码；上述所述分组码的码距为32位。

本发明有如下优点：本发明采用64位分组码(RM码)编解码技术。构造简单，纠错能力强，根据需要可设计出不同码长的RM码。本发明中选择了码距为32的RM码，较长的码距确保了传输的可靠性。因为里德(Reed)算法是专门为RM码设计的译码算法。它用择多逻辑判决的方法从接收矢量直接恢复信息，而不计算错误图样。在本发明中，可以纠正15个随机错误。本发明的译码率很高，正确译码概率接近1。

附图说明

图1是本发明编码主流程图；

图2是数据帧格式图；

图3是本发明解码主流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

请参阅图1。本发明的主流程图。首先，进行分组码编码，编码的方法是：

第一步，先选择一组分组码的码字存储于发送机的存储器中。本发明采用64位分组码即RM码编解码技术。RM码是线性分组码中的一个比较重要的码类，且它的构造简单，纠错能力强，根据需要可设计出不同码长的RM码。因此如何选择正确的码字来实现保护信号的编码及解码尤为重要。本发明中选择了码距为32的RM码，较长的码距确保了传输的可靠性。里德(Reed)算法是专门为RM码设计的译码算法。它是用择多逻辑判决的方法从接收矢量直接恢复信息，而不计算错误图样。里德算法可以纠正r阶RM码出现的个随机错误，并恢复k位信息。在本发明中，可以纠正15个随机错误。

因为本发明中所涉及的1阶(64，7)RM码最小码距为32，纠错能力为15，故误码在15个之内都可以纠正。其正确译码概率为：

$Q={(1-p_e)}^{64}+\left(\begin{array}{c}64\\ 1\end{array}\right)p_e{(1-p_e)}^{63}+\left(\begin{array}{c}64\\ 2\end{array}\right){p_e}^2{(1-p_e)}^{62}+L+\left(\begin{array}{c}64\\ 15\end{array}\right){p_e}^{15}{(1-p_e)}^{49}$

将pe＝10代入上式，得到正确译码概率约为1。不能正确译码的概率为2.2204×10^-16。由此可知，按照这种计算方法，误发命令的平均间隔时间为：

第二步，电力系统的继电信号采集器对继电保护命令信号进行采样，继电保护过来的是接点信号，采集器对其进行实时采样，并将采样结果送入处理模块；

第三步，根据采样结果，得到当前的继电保护状态信息，根据不同的状态信息找到其在已存储的分组码中对应的码字；

第四步，发送机的微处理器将找出的码字加上帧头和帧类型等字节组成数据帧向传输通道发送出去。

解码是编码的逆过程，本发明的解码方法如下：

步骤1、接收机对接收的数据帧进行解帧，去掉帧头和辅助信息将64位命令码字分离出来；

步骤2、处理器对码字进行RM码里得算法译码，该算法运行速度较快能纠正15位随机错误码。

步骤3、由于考虑到安全性，将译码结果与存储的码字进行比较，在允许误码的范围内恢复出命令信息，这样利用RM码的纠错能力可以得到较高的可靠性，同时设置误码位数提高其安全性，使这两方面都得到了极大的提高；

步骤4、输出部分将得到的命令状态信息送给线路保护装置。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1、一种继电保护信号传输中的大码距分组码编码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、选择一组分组码的码字存储于发送机的存储器中；

步骤2、电力系统的继电信号采集器对继电保护命令信号进行采样；

步骤3、根据采样结果，找出采样结果在分组码中对应的码字；

步骤4、发送机的微处理器将找出的码字加上帧头和帧类型等字节组成数据帧发向对侧。

2、根据权利要求1所述的继电保护信号传输中的大码距分组码编码方法，其特征在于，所述步骤1中的分组码为64位分组码。

3、根据权利要求2所述的继电保护信号传输中的大码距分组码编码方法，其特征在于，所述分组码的码距为32位。

4、一种继电保护信号传输中的大码距分组码解码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、接收机对接收的数据帧进行解帧，将命令码字分离出来；

步骤2、对码字进行译码并与存储的码字进行比较；

步骤3、解出命令信号；

步骤4、将命令信号发送给保护装置。