CN109980611B - 满足ieee c37.94标准的纵联差动保护自适应同步方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步方法和装置，方法包括：两侧光纵保护装置分别计算光纵数据的处理时间，分别记为△t1和△t3；两侧光纵保护装置分别计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间，分别记为△t2和△t4；将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；两侧光纵保护装置根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间△tm，并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif。本发明能够自动适应光纵装置应用了C37.94标准后本对侧通讯延时不一致以及本对侧硬件差异造成的处理时间不一致情况，精度完全满足光纵保护算法的同步需求，并剔除了有可能造成抖动的时间，所以精度更高，使得纵联差动保护更可靠。
Description
技术领域
本发明属于电力***继电保护的采样同步领域，涉及一种基于IEEE C37.94标准的纵联保护自适应同步方法。
背景技术
纵联差动保护也称光纵保护，是继电保护中常用的主保护，对继电保护的稳定可靠运行起到了重要作用，目前国内主流继电保护厂家的保护设备在纵联差动的实现上均采用了光纤作为介质进行传输，但是光接口标准会有很大差异，对于专用通道，这样的做法对维护没什么影响；但在目前国内220kv及以上变电站大部分都是复用通道模式，光纤经过的环节比较多，如果通道发生异常，需要在不同环节的端口处进行自环检测，故障排除，费时费力，而且不同厂家保护装置很难互联互通。
IEEE于2002年制定了C37.94标准，并在2017年进行了修订，该标准规范了保护装置与数字复接设备之间的光纤连接，这样不同厂家生产的保护装置与数字复接设备在光接口处能够进行互联互通，并且能提高通道故障定位及监测的水平。
目前纵联差动保护的同步方法绝大部分厂家都是基于采样通道的同步方法，包括采样时刻调整法、采样数据修正法、参考向量同步法。而这些方法均是基于本对侧装置的采样数据传输延时是相等的，而使用了IEEE C37.94标准后，本对侧的采样数据传输延时是肯定不相等，因此需要对采样同步方法进行优化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是使用了IEEE C37.94标准后造成的本对侧采样数据传输延时不相等的情况，提供一种纵联差动保护自适应同步方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步方法，包括以下步骤：
(1)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据的处理时间，分别记为△t1和△t3；
(2)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间，分别记为△t2和△t4；
(3)将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
(4)两侧光纵保护装置根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间△tm,并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif；
(5)根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步。
优选地，假定两侧光纵数据在线路上的传输时间是一致的。
进一步地，所述偏差dif的表达式为：
dif＝Δtm-(t6-t4)。
进一步地，所述稳定的通讯时间△tm的表达式为：
Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2,
其中t6＝(t5-(Δt1+Δt3))，t7＝(t1+Δt1+Δt2)。
在另一方面本发明提供了一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步装置，分别设置在光纵装置的本侧和对侧，包括：
时间计算模块，用于计算光纵数据的处理时间和计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间；
数据发送模块，用于将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
数据同步模块，用于根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间△tm,并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif；
采样时刻调整模块，用于根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步。
优选地，在本技术方案中，所述稳定的通讯时间△tm的表达式为：
Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2,
其中t6＝(t5-(Δt1+Δt3))，t7＝(t1+Δt1+Δt2)。
本发明所达到的有益效果：
本发明对应用C37.94标准的光纵装置的互联互通提供了自适应的乒乓同步算法，并且对于由于硬件性能提升，对现场光纵本对侧某一侧装置进行升级造成的光纵通讯时间的不一致同样能够适应。本方法能够自动适应光纵装置应用了C37.94标准后本对侧通讯延时不一致的情况，以及本对侧硬件差异造成的处理时间不一致情况，精度完全满足光纵保护算法的同步需求，并剔除了有可能造成抖动的时间，所以精度更高，使得纵联差动保护更可靠。
附图说明
图1是IEEE C37.94的发送示意图；
图2是本发明光纵保护自适应乒乓同步方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
应用IEEE C37.94标准后造成光纵两侧装置数据传输延时不一致的情况，IEEEC37.94标准规定了保护设备与数字复接接口设备之间采用统一的标准进行通信，提供了N(N＝1，2，…，12)×64kbit/s的传输带宽，使不用厂家的保护设备与数字复接接口设备能够互连。如图1所示，应用IEEE C37.94标准后两侧只能在每一个125us的时刻发送光纵数据，但是光纵两侧的时刻是不一致的，并且每次装置处理完光纵数据后准备发送的时刻也是不固定的，因此理论上光纵两侧的抖动在0～125us之间，因此在应用乒乓同步算法前应该将这些不确定的延时部分消除，否则会对光纵同步产生很大的影响，造成纵联差动保护的误动。
对光纵两侧的装置由于硬件处理器差异造成处理时间不一致的情况。由于光纵两侧装置运行的负载有差异，或者由于硬件处理器的升级，光纵装置两侧装置处理器运算速度有差异等，均可能会造成光纵两侧的装置处理光纵时间不一致，并且影响到乒乓同步算法，造成光纵数据的同步误差，引起误动。
为解决以上问题，本发明提供了一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步方法，包括以下步骤：
(1)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据的处理时间，分别记为△t1和△t3；
(2)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间，分别记为△t2和△t4；
(3)将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
(4)两侧光纵保护装置根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间△tm,并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif(采样点33和15在同一时间轴上的偏差)；具体参见附图2
其中，Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2,
dif＝Δtm-(t6-t4).
(5)根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步。
在另一个实施例中，本发明提供了一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步装置，分别设置在光纵装置的本侧和对侧，包括：
时间计算模块，用于计算光纵数据的处理时间和计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间；
数据发送模块，用于将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
数据同步模块，用于根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间△tm,并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif；
所述稳定的通讯时间△tm的表达式为：
Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2,
其中t6＝(t5-(Δt1+Δt3))，t7＝(t1+Δt1+Δt2)。
dif＝Δtm-(t6-t4)。
采样时刻调整模块，用于根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步。
本发明的方法具有以下特点和功能：
(1)光纵乒乓同步算法能够自动适应引入C37.94标准后带来的发送延时不确定。
(2)光纵乒乓同步算法能够自动适应光纵一侧硬件升级带来的两侧处理时间不相等对光纵乒乓同步算法造成的抖动。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据的处理时间，分别记为Δt1和Δt3；
(2)两侧光纵保护装置分别计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间，分别记为Δt2和Δt4；
(3)将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
(4)两侧光纵保护装置根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间Δtm，并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif；所述偏差dif的表达式为：
dif＝Δtm-(t6-t4)。
所述稳定的通讯时间Δtm的表达式为：
Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2，
其中t6＝(t5-(Δt1+Δt3))，t7＝(t1+Δt1+Δt2)，
(5)根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步。
2.根据权利要求1所述的自适应同步方法，其特征是，假定两侧光纵数据在线路上的传输时间是一致的。
3.一种满足IEEE C37.94标准的纵联差动保护自适应同步装置，分别设置在光纵装置的本侧和对侧，其特征是，包括：
时间计算模块，用于计算光纵数据的处理时间和计算光纵数据处理完成后至发送C37.94报文帧的等待时间；
数据发送模块，用于将处理时间和等待时间分别传送至光纵对端；
数据同步模块，用于根据传递的数据，通过乒乓算法计算得到稳定的通讯时间Δtm，并且根据通讯时间计算得到光纵同步的采样点之间的偏差dif；
采样时刻调整模块，用于根据偏差对两侧的采样时刻进行调整，完成光纵数据的完全同步；
所述偏差dif的表达式为：
dif＝Δtm-(t6-t4)。
所述稳定的通讯时间△tm的表达式为：
所述稳定的通讯时间Δtm的表达式为：
Δtm＝(Δtn-Δtr)/2＝((t6-t7)-(t3-t2))/2，
其中t6＝(t5-(Δt1+Δt3))，t7＝(t1+Δt1+Δt2)。
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