[發明專利]一種智能變電站鏈路冗余采樣值在線無縫切換方法

有效

• 申請號: 201310042557.7
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103117599A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李力;文繼峰;呂航;朱曉彤;李廣華;鄒振宇;信珂;周志勇;李鵬飛;林澤源;孫曉明;任萬榮;趙燕茹;楊臻;周緯;莫娟;婁悅;孫純軍;蘇麟
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;山東電力工程咨詢院有限公司;中國電力科學研究院;江蘇省電力設計院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于智能變電站技術領域，特別涉及一種智能變電站鏈路冗余采樣值在線無縫切換方法。

背景技術

智能變電站的應用是隨著智能變電站相關技術的工程化的不斷發展而推廣的，經歷了從簡單到復雜、從試點工程到小批量推廣的過程。

智能變電站中與繼電保護應用相關的通信服務主要是GOOSE服務和SV服務，其中GOOSE服務主要用于過程層和間隔側設備之間的開關量傳輸，主要包括保護跳閘、啟動失靈、斷路器信息獲取等內容，也可以完成少量實時性要求不高的模擬量傳輸，主要是測控裝置的功能應用；SV服務主要是用于間隔層設備獲取采樣值。GOOSE和SV服務比較起來，SV實時性要求很高，通信流量也很大，從實現上來說，GOOSE的實現門檻更低一些，這也就導致了GOOSE服務早于SV服務應用于智能變電站中。早期的SV應用基本都采用組網方式，首先是GOOSE和SV分開組網的應用方式，逐步發展到GOOSE和SV合并組網的應用方式。

GOOSE和SV的工程應用嘗試有力地推動了智能變電站工程化應用，同時，隨著智能變電站試點工程的實施，GOOSE和SV的工程應用水平也在不斷提高，但是期間也暴露出一些問題，比較突出的問題就是繼電保護系統的可靠性的下降。

在國網組織的基于GOOSE和SV組網應用的幾次智能變電站集中測試中，發現組網應用情況下SV服務出現了較多問題，一方面是各廠家裝置的完善程度不夠，另外一方面表現出組網應用情況下SV服務還有很多問題沒有得到根本解決，嚴重地影響了繼電保護系統的可靠性，這些問題直接導致了441規范《智能變電站繼電保護技術規范》的出臺。

國網《智能變電站繼電保護技術規范》確定了保護設備“直接采樣、直接跳閘”的實現方式，直采直跳方式從根本上回避了SV采樣數據的同步問題和交換機的數據交換問題，這種方案不依賴于網絡，可以避免因使用交換機所帶來的一系列問題，而且采用直采方式采樣同步在IED設備完成，不依賴于時鐘源的同步脈沖，故整體技術性能及安全可靠性高。但對于跨間隔設備（如母線保護），為實現“直接采樣、直接跳閘”，需提供大量的采樣值及GOOSE接口，帶來的直接問題是保護光口多，設備功耗及發熱量大，故障概率高。對于間隔多的應用場合，母線保護可能需要采用分布式方案，帶來的問題是增加了主機和子機的通訊環節，影響保護的整體可靠性。

從智能變電站的遠期技術方案來說，雙重化的全網絡化應用必然是最終的選擇。但是，無論是現有的點對點應用方式，還是遠期的雙重化網絡方式，都必須充分考慮鏈路異常的可能性，并且防止單一鏈路異常情況下，裝置的功能不受到影響，是智能變電站過程層集成方式需要考慮的核心問題之一。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種智能變電站鏈路冗余采樣值在線無縫切換方法，其可實現采樣值的在線無縫切換，保證任一鏈路故障情況下采樣值數據的傳輸可靠性不受影響。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種智能變電站鏈路冗余采樣值在線無縫切換方法，包括如下步驟：

（1）通過雙重化網絡或點對點和組網共存的連接方式構建保護裝置采樣值冗余鏈路；

（2）在采樣值鏈路冗余情況下，實現插值時刻的重合，從而實現采樣數據的在線無縫切換。

上述步驟（2）中，在點對點和組網鏈路冗余情況下，通過點對點數據重構同步脈沖，實現點對點鏈路和組網鏈路數據的插值時刻的重合。

上述實現點對點鏈路和組網鏈路數據的插值時刻的重合的具體內容是：

（a1）通過點對點和組網口分別接收合并單元通過不同鏈路發送的采樣值數據；

（a2）根據點對點數據的到達時刻、互感器額定延時以及數據中的樣本計數器，計算秒脈沖的絕對時刻，計算公式為：

秒脈沖時刻=數據到達時刻-互感器額定延時樣本計數器/4000；

（a3）通過秒脈沖時刻計算點對點鏈路和組網鏈路的統一插值時刻；

（a4）分析接收到的數據幀中的源地址、目標地址和樣本計數器，確定是否是新的數據，還是通過冗余鏈路發送的重復數據，若是重復數據，直接丟棄，重復步驟（a4），若是新的數據，轉入步驟（a5）；

（a5）針對首先到達的數據幀進行解碼，提取有效數據，通過插值算法進行同步插值；

（a6）輸出最終插值計算的采樣數據。

上述步驟（2）中，在雙重化網絡鏈路冗余情況下，通過雙網數據中的樣本計數器實現雙網數據的插值時刻的重合。

上述實現雙網數據的插值時刻的重合的具體內容是：