[發(fā)明專利]基于電壓過(guò)零點(diǎn)的配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112688284B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳衛(wèi);熊宇威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H7/26
• 分類號(hào): H02H7/26
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電壓過(guò)零點(diǎn)的配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步方法和系統(tǒng)，屬于配電網(wǎng)繼電保護(hù)領(lǐng)域。方法包括：各個(gè)保護(hù)裝置持續(xù)對(duì)線路電流電壓進(jìn)行采樣；各個(gè)保護(hù)裝置以各自檢測(cè)到的故障發(fā)生時(shí)刻為起始點(diǎn)，向時(shí)間序列反方向搜索，當(dāng)搜索到與電壓過(guò)零點(diǎn)相鄰的采樣時(shí)刻時(shí)暫停搜索；判斷暫停搜索時(shí)刻各個(gè)保護(hù)裝置的電壓變化趨勢(shì)是否相同；是則進(jìn)入下一步；否則繼續(xù)搜索；利用暫停搜索時(shí)刻與上一時(shí)刻的電壓采樣值求得電壓過(guò)零點(diǎn)；各個(gè)保護(hù)裝置分別以對(duì)應(yīng)的電壓過(guò)零點(diǎn)為采樣起始點(diǎn)，結(jié)合設(shè)定的采樣周期對(duì)電流實(shí)際采樣值進(jìn)行重采樣，得到完全同步的電流采樣值序列。本發(fā)明能夠使得差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)各側(cè)保護(hù)裝置電流采樣值完全同步，保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于配電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于電壓過(guò)零點(diǎn)的配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電網(wǎng)出現(xiàn)故障后，差動(dòng)保護(hù)區(qū)域內(nèi)各繼電保護(hù)裝置采集電網(wǎng)各處電流、電壓等數(shù)據(jù)，并將其按一定的方式存放在繼電保護(hù)裝置的緩存區(qū)內(nèi)，利用預(yù)先設(shè)置的差動(dòng)保護(hù)算法處理采樣值數(shù)據(jù)，通過(guò)與整定值比較判斷電網(wǎng)是否發(fā)生故障。差動(dòng)保護(hù)算法比較同一時(shí)刻被保護(hù)線路兩端流過(guò)的電流相量的幅值和相位，判斷是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，因而對(duì)保護(hù)裝置采集的電氣量數(shù)據(jù)是否同步有較高的要求。而當(dāng)前配電網(wǎng)通信條件惡劣，難以獲取多端電氣量同步信息，不同步的電氣量數(shù)據(jù)輸入差動(dòng)保護(hù)算法會(huì)導(dǎo)致較大的不平衡電流，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。

當(dāng)前解決差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步問(wèn)題主要分為兩個(gè)方向，基于數(shù)據(jù)通道的同步方法和基于統(tǒng)一時(shí)鐘的同步方法。基于數(shù)據(jù)通道的同步方法(也稱采樣時(shí)刻調(diào)整法)主要利用數(shù)據(jù)幀在光纖信道中來(lái)回的時(shí)間穩(wěn)定且相等，計(jì)算出數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)，接收數(shù)據(jù)后在本側(cè)推算出對(duì)側(cè)數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻，與本側(cè)采樣時(shí)刻比較，計(jì)算時(shí)間差，從而精確調(diào)節(jié)本側(cè)采樣時(shí)刻，使得兩側(cè)保護(hù)裝置在同時(shí)刻采樣。基于統(tǒng)一時(shí)鐘的同步方法利用GPS授時(shí)系統(tǒng)，在同一時(shí)刻向線路兩側(cè)保護(hù)裝置發(fā)送秒脈沖，保護(hù)裝置分解為采樣脈沖進(jìn)行采樣，從而達(dá)到在同一時(shí)刻采樣的目的。基于GPS統(tǒng)一時(shí)鐘的同步方法有精度高、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但從性能穩(wěn)定的方面考慮，不宜大規(guī)模使用。基于數(shù)據(jù)通道的同步方法有原理簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但前提條件是在光纖信道中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延確定，因此往往在輸電網(wǎng)中采用，而配電網(wǎng)通信條件惡劣，考慮經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)施性等因素往往采用無(wú)線通信，而無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延不確定，接收數(shù)據(jù)的保護(hù)設(shè)備無(wú)法利用信道傳輸時(shí)延推測(cè)數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻，因而導(dǎo)致同步誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于電壓過(guò)零點(diǎn)的配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步方法和系統(tǒng)，其目的在于解決配電網(wǎng)中通信時(shí)延不確定導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)端無(wú)法確定數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻，從而無(wú)法調(diào)整線路兩端保護(hù)裝置同步采樣的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于電壓過(guò)零點(diǎn)的配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)同步方法，包括：

S1.差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)各個(gè)繼電保護(hù)裝置持續(xù)對(duì)線路電流電壓進(jìn)行采樣，得到不斷更新的電壓電流數(shù)據(jù)時(shí)間序列；

S2.各個(gè)保護(hù)裝置以各自檢測(cè)到的故障發(fā)生時(shí)刻為起始點(diǎn)，向時(shí)間序列反方向搜索，當(dāng)搜索到與電壓過(guò)零點(diǎn)相鄰的采樣時(shí)刻時(shí)，暫停搜索；

S3.判斷暫停搜索時(shí)刻各個(gè)保護(hù)裝置的電壓變化趨勢(shì)是否相同；若是，則進(jìn)入步驟S4；若否，則各個(gè)保護(hù)裝置繼續(xù)向時(shí)間序列反方向搜索；

S4.各個(gè)保護(hù)裝置分別以暫停搜索時(shí)刻與上一時(shí)刻的電壓采樣值為節(jié)點(diǎn)構(gòu)造拉格朗日插值函數(shù)，求得電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)標(biāo)；

S5.各個(gè)保護(hù)裝置分別以對(duì)應(yīng)的電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)標(biāo)為采樣起始點(diǎn)，結(jié)合設(shè)定的采樣周期對(duì)各個(gè)保護(hù)裝置電流實(shí)際采樣值進(jìn)行重采樣，得到各個(gè)保護(hù)裝置完全同步的電流采樣值序列。

進(jìn)一步地，步驟S2具體為，

對(duì)于每一個(gè)保護(hù)裝置p，以故障發(fā)生時(shí)刻為起始點(diǎn)，對(duì)故障發(fā)生時(shí)刻電壓采樣值和上一時(shí)刻電壓采樣值進(jìn)行乘積運(yùn)算；