[发明专利]经由对等通信网络的故障数据同步

说明书

本发明总体上涉及向电力分配系统(以下简称配电系统)提供保护控制的继电器。更具体地，本发明涉及使多个保护继电器的故障数据收集得以同步的一种技术。

电力系统的故障会很快地开始和结束。保护继电器被设计成能感受到故障并通过操作断路器以切断故障而提供保护控制。现代的保护继电器引入了数字信号处理，以便通过在保护继电器切断电力系统之前及之后记录下的采样波形来分析故障数据。为了完整地分析故障的原因和范围，必须分析电力系统中多个位置处的故障数据。

常规的监测保护继电器故障数据的系统主要是主从通信系统，在这种系统中中心控制站(主)启动到保护继电器(从)的通信。在主从系统中，主站启动所有的通信。在通常的方法中，主控站周期性地和顺序地监测各个从站设备以了解其状态的变化。这种监测过程在继电器对故障作出反应和控制站得知该故障的时间之间会引入显著的延迟。控制站会通知其它继电器去记录波形，但是在主从系统中为了在故障穿越系统时捕获信息，其随后的延迟是不能接受的。

授予Wallis的美国专利5,224,054和5,223,538揭示了在主从系统中对同步的采样数据进行收集的问题。这些专利揭示了一种技术，它利用一个控制站向多个“线路监测器”送出了一个命令信号以便在当前或未来的时间同步地对系统采样。虽然这一方法适合于按要求或按预定时间来表征一个电力系统，但是这个方法不能完善地解决故障数据的同步问题，因为故障并不是按时间表发生的。

当前先进的自动跳闸单元和保护继电器在故障时间捕获波形。在一个典型的设计中，保护继电器将连续地测量和丢弃多达72个周期的电力系统数据。当发生了(未预期的)故障时，保护继电器继续采集预定数量的周期的波形(以及其它计算出来的参数和状态标志)。在这一时期之后，全部数量的存储的样本(包括在故障之前和之后的各个周期的电力系统信息)都被放入存储器中以便将来传送给本地的或远程的计算机。虽然这个过程有效地提供了故障数据信息，但它只能在系统中的某一点做到这样。

鉴于上面的讨论，希望能提供一种方法，用于在电力系统发生事件时，能在电力系统的多个点上同步地记录采样的电力系统数据。同时还希望这样的数据能够被后处理以便同步来自多个来源的信息。

按照下面所说明的示范性实施例，本发明可以这样来实现，即：与电力系统中第一点相关联的第一保护继电器感知一个电力系统事件，例如一次故障；记录下该电力系统事件的时间标记和第一组电力系统数据；并从第一保护继电器通过对等通信网络向远程的保护继电器传送数据消息。第一保护继电器和远程保护继电器最好是同步的(例如，通过公共的时间标准)。数据消息最好包括该电力系统事件的时间标记。然后每个远程继电器就可以使用该时间标记去保存它自己的一组电力系统数据，而这组电力系统数据是和第一组电力系统数据同步的。

本发明的技术有利地提供了有关一次故障、电力浪涌、或其它电力系统事件的系统范围的数据。这种信息能够让用户更加准确地分析电力系统事件的原因和影响。

本发明的特点和优点可以通过结合附图来阅读以下的详细说明而理解得更加清楚，在附图中：

图1是按照本发明的一个实施例的、处于电力保护方案的保护控制下的电力系统的方块图；和

图2是说明按照本发明的示范性实施例的一种方法的流程图。

现在参考图1，图中示出了按照本发明的一个实施例的、处于保护方案的保护控制下的一个电力系统。在图1中，多个保护继电器10按工作方式连接以向电力系统12提供保护控制。保护继电器10另外还按工作方式通过适当的通信端口连接到对等的通信网络14。保护继电器10的每一个都包括一个微处理器16、一个相关的存储器18、和一个时钟(未示出)。继电器10的时钟由时间标准20同步，该时间标准可以按工作方式连接到对等通信网14，或者可以通过其它适当的方式按工作方式连接到各个继电器。各个保护继电器10在电力系统的相关点上对电力系统数据进行采样，并暂时保留(例如在和微处理器16相关的缓冲器中)一定数量的周期的电力系统数据。随着继电器10继续采样并保留新的电力系统的数据，暂时存储(采样并保留)的周期的电力系统数据被新的周期的电力系统数据所取代。