[發明專利]一種分布式環網柜配電自動化裝置及數據同步采集方法

有效

• 申請號: 202210808974.7
• 申請日: 2022-07-11
• 公開（公告）號: CN115173556B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 鄧文棟;劉志軍;謝建國
• 申請（專利權）人: 煙臺東方威思頓電氣有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01R25/00
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 貢麗妙

本發明公開了一種分布式環網柜配電自動化裝置及數據同步采集方法，所述方法包括：秒脈沖合成電路輸出秒脈沖給幀時序邏輯控制電路，幀時序邏輯控制電路輸出邏輯控制信號給幀協議編碼器生成串行數據序列，幀時序邏輯控制電路輸出與每個數據幀的起始標志有固定時間延遲的第一同步采樣信號，第一采樣模塊采集公共單元數據；幀協議編碼器通過廣播網絡將串行數據序列發送至幀解碼電路；幀解碼電路從串行數據序列中解碼出與每個數據幀的起始標志有固定時間延遲的第二同步采樣信號，第二采樣模塊采集間隔單元數據；微處理器根據各時間延遲進行數據處理。本發明實現了在母線電壓互感器不重復采樣的條件下與各間隔中電流互感器的數據同步采樣。

技術領域

本發明涉及電網自動化技術領域，具體涉及一種分布式環網柜配電自動化裝置及數據同步采集方法。

背景技術

在12kV配電網環網柜（或稱環網箱）自動化系統中,準確測量線路電壓與電流的相位關系以及各狀態量動作的先后時間對實現配電自動化功能至關重要。環網柜自動化系統的數據同步采集關系涉及三個層級：一臺環網柜的各線路之間的數據同步采集、一條線路上的多臺環網柜之間的數據同步采集以及整個配電網的各個線路之間的數據同步采集。環網柜自動化裝置（簡稱DTU）需要同步采集位于PT柜的電壓互感器輸出電壓信號、位于多個間隔柜（如進線柜、斷路器柜、負荷開關柜）的間隔電流互感器輸出的電流信號，以及公共狀態開關量信號和各間隔柜中的狀態信號。

傳統的集中式DTU的數據同步采集方法是將所有電壓、電流以及狀態量通過電纜接入集中式DTU，由集中式DTU的單一微處理器按同一時鐘進行同步數據采集。這種方法可以解決單一環網柜范圍內的數據同步采集問題，但不能解決一條線路上的多臺環網柜之間的數據同步采集以及配電網多個線路之間的數據同步采集問題：在需要多臺環網柜之間需要數據同步采集的場合需要配備額外的設備，如實現縱差保護功能需要增加專用光纖通道或5G無線通道；在需要在配電網多個線路之間需要數據同步采集的場合也需要配備額外的設備，如實現整個配電網相角測量功能的相角測量裝置PMU。

現有技術的分布式DTU不同于集中式DTU的單一微處理器，它采用多個分布式DTU模塊來處理各個間隔的電壓、電流、狀態量信號。因母線電壓互感器只有一組，為實現每個分布式DTU模塊的電壓、電流及狀態量同的采樣步，需要將電壓互感器的輸出信號以及公共狀態量信號連接到每個分布式DTU模塊，這將導致母線電壓互感器的二次輸出需要驅動多個負載，且造成母線電壓互感器的重復采樣。這種連接方法對于驅動負載能力較強的電磁式電壓互感器來說不成問題，但對于驅動負載能力較弱的電子式電壓互感器難以實現，而且將電壓互感器的輸出信號以及公共狀態量信號連接到每個分布式DTU模塊將增加大量的互聯電纜，增加了成本，加大了維護難度。另外現有技術的分布式DTU同樣不能提供一條線路上的多臺環網柜之間以及整個配電網的各個線路之間的數字同步采樣功能。

發明內容

本發明提出了一種分布式環網柜配電自動化裝置及數據同步采集方法，其目的是：通過公共單元的數據幀起始標志、第一同步采樣信號和間隔單元的第二同步采樣信號相配合，實現在母線電壓互感器不重復采樣的條件下與各間隔單元中電流互感器的數據同步采樣。

本發明技術方案如下：

一種分布式環網柜配電自動化裝置，包括公共單元和間隔單元，所述公共單元和間隔單元之間通過廣播網絡傳輸數據。

所述公共單元包括秒脈沖合成電路、幀時序邏輯控制電路、第一采樣模塊和幀協議編碼器；所述秒脈沖合成電路的輸出端與所述幀時序邏輯控制電路的脈沖輸入端相連接，所述幀時序邏輯控制電路的兩個控制信號輸出端分別與第一采樣模塊和幀協議編碼器相連接，所述第一采樣模塊的數據發送端與幀協議編碼器的數據接收端相連接。

所述間隔單元包括幀解碼電路、微處理器和第二采樣模塊；所述幀解碼電路的數據接收端通過所述廣播網絡與所述幀協議編碼器的數據發送端通信連接，所述幀解碼電路的一路控制信號輸出端與所述第二采樣模塊相連接，另一路控制信號輸出端與所述微處理器相連接，所述第二采樣模塊的數據發送端與微處理器的數據接收端相連接。