[發(fā)明專利]一種5G差動保護裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011130624.7
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112202491B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 孟楠;王鵬;范偉;劉海濤;田軼;王強;胡金路;王志江;翟志國;吉鳳群;王聰聰;焦可清;鞏志偉;王琳;楊松
• 申請（專利權）人: 石家莊科林電氣股份有限公司
• 主分類號: H04B10/032
• 分類號: H04B10/032;H04W8/30
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 聶旭中

一種5G差動保護裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術領域。基于數(shù)據(jù)處理裝置完成，數(shù)據(jù)處理裝置包括主控制器模塊、衛(wèi)星對時模塊，F(xiàn)PAG模塊、連接5G通信模塊的5G網(wǎng)絡接口，所述方法包括：發(fā)送方計算數(shù)據(jù)的獲取時間，將數(shù)據(jù)和計算的獲取時間一同發(fā)送；接收方收到數(shù)據(jù)后，根據(jù)發(fā)送方的獲取時間、預計的發(fā)給時間以及設定時延，計算等待時間，到達等待時間后，將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給差動保護裝置。采用本發(fā)明提出的裝置和方法，在原有光纖網(wǎng)絡的基礎上升級為5G網(wǎng)絡時，只需要在原設備上更新硬件裝置和數(shù)據(jù)的前端處理軟件，軟件系統(tǒng)的核心部分不用變動，大大降低了工作量，縮短了研發(fā)周期，可靠性不用重新驗證。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護技術領域，涉及一種5G差動保護裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法。

背景技術

電力系統(tǒng)中，差動保護要求獲取兩側設備同步采樣數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的光纖差動保護裝置，光信號在光纖中傳輸?shù)难訒r為固定延時，一般不受外界環(huán)境影響。通過測量通道延時，將收到的對側數(shù)據(jù)推算到本側時間軸上，可以實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的同步。

使用光纖作為數(shù)據(jù)傳輸媒介的傳統(tǒng)式差動保護裝置，已在現(xiàn)場大量使用，可靠性已得到驗證。但是專用的光纖管線敷設難度大，建設成本高，有些地區(qū)也不具備光纖敷設條件，對發(fā)展差動保護技術有一定的制約性。其次，當光纖出現(xiàn)斷線時，查找斷線位置較為困難，維護成本高。

目前，5G網(wǎng)絡已經(jīng)投入商業(yè)使用，5G網(wǎng)絡切片中端到端的延時達到10毫秒以內(nèi)，其低延時的特點有利于實現(xiàn)差動保護功能。

在新建變電站中，在線路兩側各配置一套5G差動保護裝置，替代傳統(tǒng)式光纖差動保護裝置是容易實現(xiàn)的方案。

5G網(wǎng)絡雖然具有低延時的特性，但時延具有不穩(wěn)定性，而光纖差動保護裝置卻恰恰利用了光纖傳輸延時的穩(wěn)定性實現(xiàn)。使用5G網(wǎng)絡替代光纖有很大的優(yōu)勢，但重新開發(fā)滿足要求的軟件系統(tǒng)周期長，可靠性還需驗證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種設備和方法，在使用原有軟件系統(tǒng)的基礎上，用5G通信替代光纖通信，并滿足通信穩(wěn)定時延的要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種5G差動保護裝置的數(shù)據(jù)傳輸方法，基于數(shù)據(jù)處理裝置完成，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括主控制器模塊、衛(wèi)星對時模塊，主控制模塊中包括連接衛(wèi)星對時模塊的衛(wèi)星對時功能模塊，關鍵在于：所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括FPAG模塊、連接5G通信模塊的5G網(wǎng)絡接口，主控制器模塊中還包括連接FPGA模塊的數(shù)據(jù)處理模塊以及連接5G網(wǎng)絡接口的以太網(wǎng)控制功能模塊。

進一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括差動數(shù)據(jù)處理功能模塊、5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸功能模塊；所述FPGA模塊中包括數(shù)據(jù)緩沖模塊、差動接收與數(shù)據(jù)加密模塊、5G數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)解密模塊。

進一步地，設置穩(wěn)定時延參數(shù)T3；所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括以下步驟：

數(shù)據(jù)的發(fā)送：差動數(shù)據(jù)接收與加密模塊收到主控制器的差動數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)做加密處理，計算獲得生成差動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的絕對時間并發(fā)送給主控制器的5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸功能模塊；5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸功能模塊將差動數(shù)據(jù)、生成差動數(shù)據(jù)的絕對時間通過以太網(wǎng)控制模塊傳輸?shù)?G網(wǎng)絡接口。

數(shù)據(jù)的接收：5G數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸功能模塊接收5G網(wǎng)絡接口收到的數(shù)據(jù)，解幀后根據(jù)T3計算數(shù)據(jù)緩沖時間、計算FPGA數(shù)據(jù)緩沖模塊發(fā)送數(shù)據(jù)所消耗的時間，計算完成后發(fā)送給FPGA的5G數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)解密模塊；5G數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)解密模塊完成數(shù)據(jù)解密處理并將傳送給數(shù)據(jù)緩沖模塊；數(shù)據(jù)緩沖模塊計算等待時間，到達等待時間后，發(fā)送數(shù)據(jù)到主控制器的差動保護數(shù)據(jù)處理功能模塊。

收到數(shù)據(jù)時，計算差動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間，將差動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間和數(shù)據(jù)通過5G通信網(wǎng)絡發(fā)給對側；對側收到5G模塊的數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)差動數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時間和固定時延設置等待時間，從而達到數(shù)據(jù)在兩個差動保護裝置間傳輸具有固定時延。