[发明专利]一种过程层装置实现光纤纵差数据收发和同步的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种过程层装置实现光纤纵差数据收发和同步的方法，涉及智能变电站过程层设备，具体是一种具有纵联光纤通道收发功能的过程层设备。

背景技术

智能变电站是智能电网中变电站的一个发展方向，目前的智能变电站多采用典型的3层结构：过程层、间隔层、站控层，如图1所示，在IEC61850中对这三层中的设备功能有明确的定义，其中过程层的设备主要为合并单元和智能终端，合并单元完成模拟量的采集，智能终端完成开关量的采集和控制量的执行。

目前，合并单元和智能终端装置都是分别组箱，各自独立为单功能装置。在工程实践中，这种方式突显出了很多问题，例如信息共享困难、硬件设置重复、装置发热量大、占地面积大、调试工作量大等，这些问题都制约这智能变电站的发展。要解决这些问题，就需要有用新的思路来开发过程层的设备。

传统变电站中，线路纵联差动保护的光纤通道的收发功能和本侧数据的采集功能都由保护装置来实现，保护需要把本侧数据和对侧数据进行同步来实现差动保护，而在智能变电站中，保护的本侧数据的采集功能由合并单元完成，通过过程层网络上送给保护装置，目前，智能变电站中的光纤纵差保护的实现方式多延续传统变电站的实现方式，把光纤通道的收发功能放在间隔层保护设备来完成，这样就带来了一些问题：首先，保护装置就要具备同步两侧数据的能力，即把本侧收到的合并器上送的SV数据与光纤通道接收到的对侧数据进行同步，这样保护装置就需要具备精确的对时功能来保证同步精度，需要增加相应的硬件接口，同时增加保护装置的运算负荷；然后，在这种模式下，由于存在两个时间基准，就必须保证合并单元和保护装置同时处于同步状态，才可以开放保护，当任一个装置失去同步后，必须闭锁保护，防止由于数据不同步导致的保护误动。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种过程层装置实现光纤纵差数据收发和同步的方法，基于智能变电站的思想，目的是为了解决现有过程层设备信息共享难、线路两侧数据的同步实现难度大的问题，同时提供了智能变电站中线路纵差保护的一种实现方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种过程层装置实现光纤纵差数据收发和同步的方法，是在过程层设备上加设光纤纵差数据收发硬件接口，可通过专用光纤通道完成光纤纵差数据的收发功能，光纤通道的相关配置定值在间隔层设备上保存，通过GOOSE报文下传到过程层设备。

所述的过程层设备具备智能终端和合并器功能，可以在装置内部取得本间隔的开关量信息、模拟量信息，还可从过程层网络上获取本侧保护信息。

所述的过程层设备在获取到对侧的模拟量数据后，与本侧数据进行同步，并按照IEC 61850-9标准，将本侧和对侧的采样数据同步后打包成SMV以太网数据发送至过程层网络，供网络上其他设备共享，同时获取到的开关量信息可通过GOOSE上送到过程层网络。

所述的过程层设备可通过过程层网络获取本侧保护信息，采集本间隔的开关量信息及模拟量信息，数据打包后通过光纤纵差数据发送接口，发送至对侧变电站。

所述的过程层设备在一个设备内实现合并单元、智能终端和光纤通道数据收发功能，三个功能模块通过内部共享内存的模式共享数据，与过程层设备的物理接口唯一。

所述的过程层设备包括有合并单元模块、光纤收发模块、智能终端模块、开关量数据存储模块和GOOSE收发模块。

所述的光纤收发模块可获取本侧模拟量数据、开关量信息、保护信息及光纤通道配置信息；合并单元模块可获取本侧模拟量数据及光纤通道接收到的对侧模拟量数据，同步后通过SV上送至过程层网络；智能终端模块用于完成本侧开关量的采集和控制量的执行；开关量数据存储模块用于存储光纤收发模块、智能终端模块和GOOSE收发模块传入的数据；GOOSE收发模块统一管理光纤收发模块就收到的对侧开关量信息和智能终端模块的本侧开关量信息，并把接收到的GOOSE信息放到开关量数据区供智能终端模块和光纤收发模块获取。

本发明具有以下优点及有益效果：

本发明由于在过程层设备上增加光纤纵差数据收发硬件接口，可通过专用光纤通道完成光纤纵差数据的收发功能，光纤通道的相关配置定值在间隔层设备上保存，通过GOOSE报文下传到过程层设备。因此，可用于整合智能终端、合并单元和光纤通道的功能，解决智能变电站光纤差动的实现问题，减少过程层装置的个数，减小就地安装尺寸，简化工程设计，且在设备内部实现本侧与对侧数据的同步，实现简单可靠。

附图说明