CN108270503A - 基于epon通信的差动保护采样同步实现***及方法 - Google Patents

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华秀娟
余群兵
魏阳
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Abstract

本发明公开一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***与方法，该***包括EPON***、时钟源装置、差动保护装置；所述EPON***包含中心侧的光线路终端(OLT)、无源分光器(ODN)和用户侧的光网络单元(ONU)；时钟源装置与OLT、ONU与差动保护装置都是通过光纤或双绞线连接，EPON***内通过光纤连接。时钟源装置发送对时信号给OLT，OLT与ONU基于IEEE802.1AS机制对传输延时计算和补偿，各ONU对与其连接的差动保护装置通过IRIG‑B码或秒脉冲对时，通过上述步骤实现差动保护之间采样同步。本发明基于IEEE802.1AS时钟同步机制，利用EPON网络载体实现了差动保护装置采样同步，无需额外铺设长距离的对时线，提高了差动保护的经济性和可靠性。

Description

基于EPON通信的差动保护采样同步实现***及方法
技术领域
本发明属于配电网保护技术领域，特别涉及一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***及方法。
背景技术
随着智能电网的发展，大量分布式电源接入配电网以及配电网闭环运行，使得配电网由单电源辐射状变为多电源复杂网络，传统基于阶段式过流保护或与馈线自动化组合的故障处理模式已难以满足智能配电网对保护的速动性和选择性的要求。
复用配网自动化以太无源光网络(EPON)实现多端电流差动保护，可以有效地解决配网线路保护速动性和选择性的问题。其中，采样数据的同步是实现电流差动保护的关键，文献《基于EPON通信的智能配电网馈线差动保护》提出了采用IEEE 1588同步协议解决差动保护采样同步问题，而往往常规的EPON设备和配网保护终端均不具备IEEE 1588同步功能，因此额外要求EPON设备、配网保护终端具备IEEE 1588同步功能，无疑增加了设备的投资成本。基于IRIG-B或秒脉冲同步，具有应用广、可靠性高的特点，现有市场主流配网保护终端一般均能满足该同步要求。然而IRIG-B码对时采用点对点对时方式，需要时钟源与每一台保护设备点对点铺设对时线，在变电站内由于设备间距离短，实现起来较为方便，而配电网保护设备分布在不同的位置，距离相对较远，因此直接从站内时钟源为每一台保护设备铺设对时线并不现实。
如何利用现有资源实现差动保护采样同步是推广基于EPON通信的差动保护的关键。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***及方法，在不增加保护装置软硬件成本的基础上，实现了差动保护之间的采样可靠同步，提高了差动保护的经济性和可靠性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，包括EPON***、时钟源装置、差动保护装置；EPON***包含光线路终端、无源分光器和光网络单元；时钟源装置与光线路终端通过光纤或双绞线连接；光网络单元与差动保护装置通过光纤或双绞线连接；光线路终端、无源分光器以及光网络单元之间通过光纤连接。
进一步的，EPON***中有一个以上光网络单元。
进一步的，EPON***可以为1套也可以有多套。上述方案中，光网络单元与差动保护装置采用IRIG-B对时或秒脉冲对时。
上述方案中，借助EPON固有的时钟同步机制IEEE802.1AS实现站内时钟源装置对光网络单元下连接的所有差动保护装置进行时钟同步，从而实现差动保护之间采样同步，具体步骤如下：
(1)站内时钟源装置发送对时信号给光线路终端，实现光线路终端与站内时钟源装置的时钟同步；
(2)光线路终端与光网络单元基于IEEE802.1AS机制对传输延时进行计算和补偿，实现光线路终端与光网络单元之间的时钟同步；
(3)各光网络单元对与其连接的差动保护装置进行IRIG-B码或秒脉冲对时，实现差动保护与光网络单元之间的时钟同步。
上述方案中，一个站内若存在多套EPON设备，通过站内时钟源装置给所有光线路终端对时，实现多套EPON中所有光线路终端、光网络单元以及保护装置都与站内时钟源装置时钟同步。
上述方案中，当时钟源装置异常或退出运行时，不同EPON***下的差动保护装置需闭锁差动保护；而同一套EPON下的差动保护装置之间采样仍然是同步的，不影响差动保护运行。
本发明提出的同步方法的误差主要来源：
(1)光线路终端和光网络单元的本地时间戳计数器，由于时间戳单位是TQ(TimeQuantum)，1TQ等于16ns，所以误差≤8ns；
(2)上/下行光纤传输不同波长引入的误差，该误差与光纤特性和实际波长有关，引入最大误差在最大物理距离20km情况下，单向传输时延约为100us，因此最大时间误差为17ns；
(3)光线路终端和光网络单元之间的往返传输延时，EPON容忍的传输延时的时间漂移的最大门槛值是12TQ，单程为6TQ，即96ns。
由以上分析可知理论上最大误差为121ns，因此可认为IEEE802.1AS EPON时钟同步精度为百纳秒级，满足差动保护要求的微秒级精度要求。
采用上述方案后，本发明的有益效果如下：
(1)利用EPON网络载体实现了站内时钟的远程传递，无需铺设长距离的对时线，差动保护装置与光网络单元之间时钟同步采用电力***通用的IRIG-B码或秒脉冲接口，适应现有继电保护装置的对时接口，不增加保护设备的软硬件成本，提高了经济性和可靠性；
(2)同步机制保证了对时精度为百纳秒级，充分满足了差动保护的同步精度要求。
附图说明
图1是本发明一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***及方法的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
如图1所示***，假设变电站内有n套独立的EPON***，即有n台光线路终端，每台光线路终端分别通过无源分光器与若干个光网络单元进行对时和采样数据传输通信。光线路终端安装于变电站内，光网络单元与保护设备一起安装于户外柱上、环网柜或开关房内，在站内将时钟源装置与光线路终端之间铺设对时线，每个光网络单元和保护装置之间铺设对时线。
具体实施步骤如下：
(1)变电站站内时钟源装置发送对时信号给n台光线路终端，实现n台光线路终端与站内时钟源装置的同步；
(2)光线路终端与光网络单元基于IEEE802.1AS机制对传输延时进行计算和补偿，实现光线路终端与光网络单元之间的同步；
(3)各光网络单元对与其连接的差动保护装置进行IRIG-B码或秒脉冲方式对时，实现差动保护与光网络单元之间的同步。
通过上述步骤，Relay1～Relayk差动保护装置都与站内时钟源装置同步，差动保护装置相互之间时钟也是同步的。假设Relay1与Relay2为线路1两端差动保护，Relayi与Relayj为线路2的两端差动保护，Relay1与Relay2连接在同一套EPON设备下，而Relayi与Relayj连接在不同的EPON下。当站内时钟源正常运行时，Relay1、Relay2、Relayi、Relayj时钟与时钟源同步，因此4台保护装置之间采样是完全同步的，线路1、线路2差动保护能够正常运行。而当站内时钟源发生异常或退出运行时，各EPON***中由光线路终端充当本网络的主时钟，同一套EPON下保护装置采样仍然是同步的，而两套EPON之间时钟发生失步，因此不同EPON下的保护装置采样发生失步，即Relay1与Relay2之间采样同步，不影响线路1差动保护的正常运行，而Relayi与Relayj之间采样失步，线路2差动保护采取闭锁措施。
以Relay1、Relay2差动保护装置之间实现差动保护为例，用示波器观察这两台保护装置的采样同步脉冲上升沿，两个同步脉冲上升沿之间最大误差为200ns，远能够满足差动保护微秒级的同步精度要求。
由实施例可看出，从软硬件成本角度分析，本发明所提的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***硬件上只是增加了站内时钟源与光线路终端之间以及光网络单元与保护装置之间的对时线，这些对时线很短，另外时钟源是站内原有配置的，对时通道复用的EPON网络载体，保护装置软件上也不需要任何改动，因此本发明同步方法经济、可行；从同步精度角度分析，差动保护装置之间的同步脉冲最大误差为纳秒级，远满足差动保护微秒级的同步精度要求。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，其特征在于，包括EPON***、时钟源装置和差动保护装置；所述EPON***包含光线路终端、无源分光器和光网络单元；所述时钟源装置与光线路终端通过光纤或双绞线连接；所述光网络单元与差动保护装置通过光纤或双绞线连接；所述光线路终端、无源分光器以及光网络单元之间通过光纤连接。
2.如权利要求1所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，其特征在于，所述EPON***中有一个以上光网络单元。
3.如权利要求1所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，其特征在于，包括一套以上EPON***。
4.如权利要求1至3任意一项所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，其特征在于，所述光网络单元与所述差动保护装置之间采用IRIG-B对时或秒脉冲对时。
5.如权利要求4所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***，其特征在于，所述***采用IEEE802.1AS时间同步协议。
6.如权利要求5所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现***的差动保护采样同步实现方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)时钟源装置发送对时信号给光线路终端，实现光线路终端与时钟源装置的时钟同步；
(2)光线路终端与光网络单元基于IEEE802.1AS机制对传输延时进行计算和补偿，实现光线路终端与光网络单元之间的时钟同步；
(3)各光网络单元对与其连接的差动保护装置进行IRIG-B码或秒脉冲对时，实现差动保护与光网络单元之间的时钟同步。
7.如权利要求6所述的一种基于EPON通信的差动保护采样同步实现方法，其特征在于，当时钟源装置异常或退出运行时，不同EPON***下的差动保护装置需闭锁差动保护；而同一套EPON***下的差动保护装置之间采样保持同步，差动保护不闭锁。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110708135A (zh) * 2019-11-15 2020-01-17 四川中电启明星信息技术有限公司 一种无源光网络的通信控制***与方法
CN111221311A (zh) * 2020-02-26 2020-06-02 江南大学 基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及***
CN111668800A (zh) * 2020-04-27 2020-09-15 南京国电南自电网自动化有限公司 基于无线通信和绝对时刻的线路差动保护同步方法和***
CN114126028A (zh) * 2020-08-28 2022-03-01 宸芯科技有限公司 一种差动保护方法、装置、通信单元和存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120294614A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Nec Laboratories America, Inc. Symmetric Coherent OFDMA-PON Configuration with Low-Speed ONU-Side
CN103442312A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 国家电网公司 基于ptn+epon通信***的智能配电网时间同步***及方法
CN104410052A (zh) * 2014-09-29 2015-03-11 国家电网公司 基于pon网络通信的电流差动保护***及其保护方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120294614A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Nec Laboratories America, Inc. Symmetric Coherent OFDMA-PON Configuration with Low-Speed ONU-Side
CN103442312A (zh) * 2013-09-06 2013-12-11 国家电网公司 基于ptn+epon通信***的智能配电网时间同步***及方法
CN104410052A (zh) * 2014-09-29 2015-03-11 国家电网公司 基于pon网络通信的电流差动保护***及其保护方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
裘愉涛 等: "智能配网光差保护业务EPON承载方案研究", 《中国电业 技术》 *
高吉普 等: "基于网络采样的变压器差动保护异步闭锁技术研究", 《电力***保护与控制》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110708135A (zh) * 2019-11-15 2020-01-17 四川中电启明星信息技术有限公司 一种无源光网络的通信控制***与方法
CN110708135B (zh) * 2019-11-15 2021-10-01 四川中电启明星信息技术有限公司 一种无源光网络的通信控制***与方法
CN111221311A (zh) * 2020-02-26 2020-06-02 江南大学 基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及***
CN111221311B (zh) * 2020-02-26 2023-02-21 江南大学 基于参数变分法的复杂网络分布式脉冲同步方法及***
CN111668800A (zh) * 2020-04-27 2020-09-15 南京国电南自电网自动化有限公司 基于无线通信和绝对时刻的线路差动保护同步方法和***
CN114126028A (zh) * 2020-08-28 2022-03-01 宸芯科技有限公司 一种差动保护方法、装置、通信单元和存储介质
CN114126028B (zh) * 2020-08-28 2024-06-11 宸芯科技股份有限公司 一种差动保护方法、装置、通信单元和存储介质

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