[发明专利]基于波形拟合和二次采样的采样数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于波形拟合和二次采样的采样数据处理方法，适用于数字 化变电站继电保护装置，属于电力系统技术领域。

背景技术

全数字化变电站继电保护与传统继电保护的不同之处集中表现在两点：第 一是传统继电保护的数据采集由装置自身实现，且数据采样率较低，并采用频 率跟踪技术以实现每周波采样点相对恒定，便于数据计算。而数字化保护采样 数据是经通信方式由数据采集合并单元(MU)传输而来，其采样过程由MU或电 子式互感器完成，数据采样频率高，采样频率恒定(如5k/s、10k/s)，不进行 频率跟踪，可供各种智能设备使用。第二是断路器操作回路部分，传统保护是 通过二次回路经断路器操作机构对断路器进行操作的，操作回路复杂，维护困 难；数字化保护的跳合闸信号则以GOOSE方式经通信网络传送到智能操作单元 进行断路器操作，操作回路大大简化，便于生产维护。

在全数字化的厂站中，虽然方便地实现了数据共享，但也对保护装置提出了 新的挑战，概括如下：

1)当采样数据按IEC61850-9-1/2或IEC60044-8协议进行传输时，通信回路 延时只要不大于4ms[IEC60044-8，国际电工委员会标准-互感器，第8部分：电 子式电流互感器，IEC 2002.International standard instrument transformer Part 8：Electronic Current transformer，IEC 2002； IEC61850-9-1，Communication networks and systems in substations-Part 9-1：Specific Communication Service Mapping(SCSM)，Sampled values over serial unidirectional multidrop point to point link，IDT，2003； IEC61850-9-2，Communication networks and systems in substations-Part 9-2：Specific Communication Service Mapping(SCSM)，Sampled values over ISO/IEC 8802-3link，IDT，2003]，均认为符合规范要求，当此延时不固定时， 会对保护算法带来一定的影响。一种解决方案为采用数据源驱动法，即只有新 数据到达后方进行保护计算，否则保护只执行与数据源无关的程序。此方法符 合数字化变电站设计逻辑，但其要求保护装置能在短时间内处理完一定量的积 压数据，对保护的硬件水平要求较高，否则保护将不能对采样数据进行实时跟 踪处理，动作速度将出现迟滞效应。此外，传统保护中比较成熟的保护算法亦 不能被直接继承，不利于继电保护装置的开发。

2)由于数据采样率较高，若MU不支持可定制的数据传输模式，保护装置不得 不照单全收传送来的每个采样点数据，数据量庞大，对保护算法和运算能力均 是一种考验。当前常用的解决方案为降低MU采样频率，或对采样数据进行重新 抽取后再应用于保护计算。前者限制了厂站内部分智能装置的应用需求(如变 压器保护中用间断角原理判励磁涌流时，要求有较高的采样率)，后者在固定点 数的DFT算法中，会出现频率混叠、数据截断或栅栏效应现象，影响计算精度。

3)数据采集传输部分受到电磁干扰后，在出现采样数据丢失情况时，当前保 护装置普遍采取的措施是闭锁保护，待采样数据恢复稳定后再重新开放。此方 案在系统故障期间会影响保护动作时间，并可能进一步影响系统内保护的配合， 导致故障扩大化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，有效克服保护装置在高速采样情况下数据处 理能力不足的问题，以及系统故障过程中数据采集传输部分受到严重电磁干扰 后，出现采样数据丢失情况引起的保护闭锁或延时现象，确保数字化保护在复 杂情况下动作的快速和准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于波形拟合和二次采样的采样数据 处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据数字化变电站中MU的采样频率和每帧传输的采样数据点数确定在满 足一定计算精度条件下允许丢失的采样点数；