[發明專利]基于波形擬合和二次采樣的采樣數據處理方法

有效

• 申請號: 200910032999.7
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN101635446A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 蔣雷海;陳建玉;俞拙非;許捷
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: H02H3/02
• 分類號: H02H3/02;H02J13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及一種基于波形擬合和二次采樣的采樣數據處理方法，適用于數字 化變電站繼電保護裝置，屬于電力系統技術領域。

背景技術

全數字化變電站繼電保護與傳統繼電保護的不同之處集中表現在兩點：第 一是傳統繼電保護的數據采集由裝置自身實現，且數據采樣率較低，并采用頻 率跟蹤技術以實現每周波采樣點相對恒定，便于數據計算。而數字化保護采樣 數據是經通信方式由數據采集合并單元(MU)傳輸而來，其采樣過程由MU或電 子式互感器完成，數據采樣頻率高，采樣頻率恒定(如5k/s、10k/s)，不進行 頻率跟蹤，可供各種智能設備使用。第二是斷路器操作回路部分，傳統保護是 通過二次回路經斷路器操作機構對斷路器進行操作的，操作回路復雜，維護困 難；數字化保護的跳合閘信號則以GOOSE方式經通信網絡傳送到智能操作單元 進行斷路器操作，操作回路大大簡化，便于生產維護。

在全數字化的廠站中，雖然方便地實現了數據共享，但也對保護裝置提出了 新的挑戰，概括如下：

1)當采樣數據按IEC61850-9-1/2或IEC60044-8協議進行傳輸時，通信回路 延時只要不大于4ms[IEC60044-8，國際電工委員會標準-互感器，第8部分：電 子式電流互感器，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]，均認為符合規范要求，當此延時不固定時， 會對保護算法帶來一定的影響。一種解決方案為采用數據源驅動法，即只有新 數據到達后方進行保護計算，否則保護只執行與數據源無關的程序。此方法符 合數字化變電站設計邏輯，但其要求保護裝置能在短時間內處理完一定量的積 壓數據，對保護的硬件水平要求較高，否則保護將不能對采樣數據進行實時跟 蹤處理，動作速度將出現遲滯效應。此外，傳統保護中比較成熟的保護算法亦 不能被直接繼承，不利于繼電保護裝置的開發。

2)由于數據采樣率較高，若MU不支持可定制的數據傳輸模式，保護裝置不得 不照單全收傳送來的每個采樣點數據，數據量龐大，對保護算法和運算能力均 是一種考驗。當前常用的解決方案為降低MU采樣頻率，或對采樣數據進行重新 抽取后再應用于保護計算。前者限制了廠站內部分智能裝置的應用需求(如變 壓器保護中用間斷角原理判勵磁涌流時，要求有較高的采樣率)，后者在固定點 數的DFT算法中，會出現頻率混疊、數據截斷或柵欄效應現象，影響計算精度。

3)數據采集傳輸部分受到電磁干擾后，在出現采樣數據丟失情況時，當前保 護裝置普遍采取的措施是閉鎖保護，待采樣數據恢復穩定后再重新開放。此方 案在系統故障期間會影響保護動作時間，并可能進一步影響系統內保護的配合， 導致故障擴大化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，有效克服保護裝置在高速采樣情況下數據處 理能力不足的問題，以及系統故障過程中數據采集傳輸部分受到嚴重電磁干擾 后，出現采樣數據丟失情況引起的保護閉鎖或延時現象，確保數字化保護在復 雜情況下動作的快速和準確性。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于波形擬合和二次采樣的采樣數據 處理方法，其特征在于包括以下步驟：

1)根據數字化變電站中MU的采樣頻率和每幀傳輸的采樣數據點數確定在滿 足一定計算精度條件下允許丟失的采樣點數；