[發明專利]數字化過程層接口處理算法

無效

• 申請號: 200810018874.4
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101226683A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 李澄;袁宇波;黃偉
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司;江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G08C19/16
• 分類號: G08C19/16;H03L7/06;H02H7/045;H02H7/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司
• 代理人: 董建林;孫永生

技術領域

本發明涉及一種電力系統在數字化變電站過程層數字式保護裝置過程層接口處理上的算法。屬于電力系統數字化變電站技術領域。

背景技術

電力系統發生故障時一次側暫態電流的非周期分量會引起常規電磁式電流互感器(TA)飽和，使其二次側電流波形畸變，影響繼電保護快速準確判別故障，不能更好地滿足快速性、靈敏性、選擇性和可靠性的要求。電子式電流/電壓互感器(ECT/EVT)由于動態范圍大、頻帶寬、體積小、重量輕等而引起人們的極大興趣，其研究與發展十分迅速。近幾年，基于Rogovski空心線圈的電流互感器已經逐漸實用化，由于這種互感器的輸出信號比較微弱，且其所處環境的電磁干擾嚴重，故一般需要就地A/D轉換，并通過光纜進行數字信號傳輸。這就涉及到互感器與二次保護控制設備的接口問題。電子式互感器與保護設備的接口主要有2種方式：

(1)將其輸出的數字信號重新轉換為低壓模擬量，此時保護設備無需改動，其A/D轉換器依舊保留；

(2)將其輸出直接與帶數字式接口的保護設備相連，此時保護設備上的隔離變壓器和A/D轉換器均可省略。

無論從系統可靠性還是技術發展角度考慮，第2種方式更具優勢和革新意義，針對電子式互感器與保護、測控設備的接口，國際電工委員會制定了IEC?60044-7/8和IEC?61850-9等標準。這些標準均定義了接口的重要組成部分——合并單元，并嚴格規范了它與保護及測控設備的接口方式。合并單元發送給保護、測控設備的報文內主要包括了各路電流、電壓量及其有效性標志。此外還添加了一些反映開關狀態的二進制輸入信息和時間標簽信息。在與二次保護控制設備的通信網絡上，IEC?61850-9-1采用了目前占主流地位的以太網。

但是，對于保護裝置來說，合并單元MU可以看作是一個數據源，按照IEC6?1850-9-1標準，合并單元MU的數據采樣率與保護裝置所要求的采樣率往往不等，如：MU中的采樣率f_r為每周波80點、100點、200點等，而現在成熟的保護裝置中的采樣率為每周波12、24、32點等，兩者間大多為非整數倍關系，無法通過簡單抽點方式來完成；另外，也沒有一種插值方法，可以很好地使用現有的保護軟件代碼以及各種成熟保護算法，移植工作較大，需要尋找一種合式的插值方法，以無縫實現原有AD轉換器的功能。另外，接口較為復雜，合并單元發送以太網數據包時存在時延抖動，并且始終節拍不同步；合并單元給出的數據都是一個等間隔采樣的數據，而直接進行DFT或FFT運算的話，可能會出現頻譜泄漏現象。對某些類型的裝置，如變壓器差動、母差保護等，由于輸入通道相當多，一個數字接口有可能帶寬不夠，需要多個接口來完成，使合并單元間連接復雜。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種實現數字化保護測控裝置的IEC?61850-9-1數字化過程層接口處理算法，實現接口的自適應；滿足精確的電能質量分析要求；降低合并單元間連接的復雜性；并實現多數字接口數據同步。

合并單元將采樣數據包定時的通過以太網發送到保護裝置中去。從保護裝置的角度來看，要通過定時采樣得到合并單元的數據，合并單元可以看作是一個數據源。合并單元的晶振與保護處理器不是同一個晶體振蕩器，并且采樣的時間點與合并單元的數據點時刻并不相等，因此需要通過保護數據采集來將數據進行整形與插值，供保護與測量使用。

為實現上述發明目的，本發明是采取以下的技術方案來實現的：

一種數字化過程層接口處理算法，其特征在于當保護裝置的定時采樣脈沖到來時，保護裝置接受到最新采樣點x(n)，每次回溯一個固定的時間常數T_B，保證在以太網丟包時也能正確的插值出插值y(k)，所述的時間常數T_B的時間長度等于N個以太網包的時間間隔；設軟件鎖相環(PLL)平均后兩個數據點的時間間隔是T_point，采樣脈沖回溯時間常數T_B后與軟件鎖相環(PLL)中的x(n-2)采樣點脈沖時間間隔是T_D，則采用線性插值有：