[發明專利]芯片級繼電保護裝置和系統

有效

• 申請號: 202110747246.5
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113258547B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 李鵬;習偉;李肖博;姚浩;于楊;蔡田田;陳軍健
• 申請（專利權）人: 南方電網數字電網研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/28
• 分類號: H02H7/28;H02H1/00;H02H7/26
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 成亞婷

本申請涉及一種芯片級繼電保護裝置和系統，該裝置包括控制芯片，控制芯片包括主控制器以及納米繼電器陣列；納米繼電器陣列包括M個邏輯運算電路和從控制器。主控制器用于將邏輯運算電路配置信息發送至從控制器；從控制器用于根據邏輯運算電路配置信息為N個邏輯運算電路分配硬件資源，以使N個邏輯運算電路對電氣設備的電氣信號進行邏輯運算處理，并獲取邏輯運算處理結果；主控制器還用于從從控制器獲取邏輯運算處理結果，并根據邏輯運算處理結果對電氣設備進行保護。本申請涉及的芯片級繼電保護裝置不需要依賴計算機軟件算法，可以滿足新型電力系統的速動性要求。

技術領域

本申請涉及電力系統的保護技術領域，特別是涉及一種芯片級繼電保護裝置和系統。

背景技術

隨著電力系統的快速發展，電力系統的安全非常重要。繼電保護技術是電力系統中不可或缺的一部分，也是保障電力終端安全、防止或限制電力系統大面積停電的最基本、最重要和最有效的技術手段。電力系統中的所有一次設備都必須裝設繼電保護裝置。

傳統技術中，繼電保護裝置通常采用微機繼電保護裝置。微機繼電保護裝置是由計算機軟件算法分析計算電力系統的故障判定電氣量，以完成繼電保護的功能。

然而，隨著大量分布式電源、直流輸電和電動汽車等開放接入電力系統，逐步形成了以電力電子器件為主導的深度低碳新型電力系統，現有的微機繼電保護裝置依賴于計算機軟件算法，響應時間較長，無法滿足新型電力系統的速動性要求。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種芯片級繼電保護裝置和系統。

一方面，本申請一個實施例提供一種芯片級繼電保護裝置，包括控制芯片，控制芯片包括主控制器以及納米級繼電器陣列；所納米級繼電器陣列包括M個邏輯運算電路和從控制器，M為大于等于2的整數；

主控制器，用于將邏輯運算電路配置信息發送至從控制器；邏輯運算電路配置信息包括N個邏輯運算電路的標識和N個邏輯運算電路的組合方式，N個邏輯運算電路為M個邏輯運算電路中對電氣設備進行故障判斷的電路，其中，N小于等于M；

從控制器，用于根據邏輯運算電路配置信息為N個邏輯運算電路分配硬件資源，以使N個邏輯運算電路對電氣設備的電氣信號進行邏輯運算處理，并獲取邏輯運算處理結果；其中，硬件資源包括內存、時鐘和外設接口；

主控制器，還用于從從控制器獲取邏輯運算處理結果，并根據邏輯運算處理結果對電氣設備進行保護。

在其中一個實施例中，從控制器，具體用于根據N個邏輯運算電路的組合方式向每個邏輯運算電路分配輸入端對應的內存和輸出端對應的內存。

在其中一個實施例中，N個邏輯運算電路包括：運算電路和判斷電路；

運算電路，用于接收電氣信號，對電氣信號進行特征量提取處理，得到特征量數據，并將特征量數據傳輸至判斷電路，其中，特征量數據用于表征電氣信號的特征量；

判斷電路，用于根據特征量數據對電氣設備進行故障判斷，并將判斷結果發送至從控制器。

在其中一個實施例中，運算電路包括多個計算單元；

多個計算單元，用于分別采用不同的保護算法對電氣信號進行特征量提取處理，得到特征量數據。

在其中一個實施例中，判斷電路包括多個判斷單元；

多個判斷單元，用于分別采用不同的邏輯算法根據特征量數據對電氣設備進行故障判斷，并將判斷結果發送至主控制器。

在其中一個實施例中，N個邏輯運算電路還包括：

同步處理電路，用于接收電氣設備的初始電氣信號，對初始電氣信號進行同步處理，獲得電氣設備在相同周期內的電氣信號，并將電氣信號發送至運算電路。