[发明专利]一种基于网络的自修复的多端数据同步差动保护方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统继电保护和自动化技术领域，具体涉及一种利用平衡传输网络实现高精度、自修复的多端数据同步差动保护方法。

背景技术

光纤电流差动保护是在电流差动保护的基础上演化而来的，基本保护原理是基于基本电流定律，它能够理想地使保护实现单元化，原理简单，不受运行方式变化的影响，而且由于各侧的保护装置没有电联系，提高了运行的可靠性。目前电流差动保护在电力系统的主变压器、线路和母线上大量使用，其灵敏度高、动作简单可靠快速、能适应电力系统振荡、非全相运行等优点，是其他保护形式所无法比拟的。光纤电流差动保护实现的前提是各侧数据的同步，高精度的数据同步方法是光纤纵差的核心技术。目前使用的各种同步技术要么受网络变化影响严重，不能实用光纤环网场合，要么依赖于外部时钟源；目前常规的差动保护均需要对采样间隔或者采样数据进行不断调整，影响采样精度；更为重要的是适合多端系统比较困难。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于网络的自修复、多端数据同步差动保护方法。该方法使得差动保护不受网络方式限制，能够适应不同采样率的多端系统。

本发明具体采用以下技术方案。

一种基于网络的自修复的多端数据同步差动保护方法，其特征在于，所述同步差动保护方法包括以下步骤：

（1）由差动数据通道连接起来的差动保护装置网络内各差动保护装置通过竞争确定自身的时钟节点属性是主时钟属性还是从时钟属性：通过差动通道连接起来的差动保护装置在3S内没有收到网络内其他主时钟属性的差动保护装置的Sync时钟同步报文，则预设自己为主时钟属性保护装置，并继续监视所述网络的Sync时钟同步报文，如果在本差动保护装置ID*10ms时间内仍然没有收到主时钟属性保护装置的Sync时钟同步报文，则开始正式确定自己为主时钟属性保护装置身份，并开始以自己的时钟同步差动保护装置网络上其他差动保护装置的时钟，其他保护装置收到来自主时钟属性装置的同步消息后，设置自己为从时钟属性装置；

（2）各差动保护装置采样时钟同步：各差动保护装置确定好自己主从时钟属性以后，由主时钟属性的保护装置负责时钟同步过程，其中主时钟属性的保护装置发出Sync时钟同步报文，并在随后发确切报文发出时间，从时钟属性的保护装置根据时钟同步报文以及确切报文发出时间，根据接收准确时间校正自身时间，然后发出校正应答报文并记录准确发出校正应答报文的时间，主时钟属性保护装置记录下准确的接受时间并返回应答报文，从时钟属性保护装置据此确定网络时延，校正时钟，达到整个差动保护网络时钟的完全同步；

（3）在完成各个差动保护装置时钟同步以后，各差动保护装置按照自身的晶振走时，整个由差动数据通道连接起来的差动保护装置网络按照2S一个周期进行时钟确认，确保网络内各差动保护装置时钟差别小于4us；

（4）完成时钟同步的各差动保护装置按照自身的时钟步调等间隔完成电流数据采集并对采集数据打上时间标签，然后把打上时间标签的电流采样值通过差动数据通道以udp组播报文发送出去，并接收来自差动数据通道上其他保护装置发过来的带时标的电流采集数据，然后按照时标对齐存储，形成整个差动保护系统各支路的电流采样数据集；

（5）各差动保护装置依据自己采集的以及来自差动保护装置网络传输的其他保护装置的采样数据完成差动保护判断，判据如下：

|i₁+i₂+…+i_n|≥I_cd                         （1）

|i₁+i₂+…+i_n|≥K·(|i₁|+|i₂|+…+|i_n|)            （2）

式中i₁、i₂、…、i_n为差动保护装置采集的电流，K为制动系数，I_cd为差动电流门坎值。

本发明通过网络自愈同步方法，使得保护系统各端的保护装置采样时钟不依赖于任何外部时钟源，自主、快速、高精度同步，同时在保护系统主时钟保护装置时钟质量变化后可优选系统内优质时钟装置作为主时钟完成保护系统采样时钟的再同步。该方法与组网方式无关，可适用于光纤环网，通过此方式实现的光纤差动保护系统可实现多端系统，同时可适用于不同的采样率的系统（如一端数字化，另一端常规保护）。

附图说明