双环网方式下的多端线路差动保护方法

摘要

本发明公开双环网方式下的多端线路差动保护方法，首先通过光纤将多端线路保护装置的纵联通道以双环网的方式互联，各差动保护装置通过合并单元或者自身进行本侧的模拟量（电流、电压）和开关量的采集，乒乓同步算法在双环网的基础上，按照一定的顺序，依次进行数据同步形成闭环，最后实现和环网上的其他保护装置的数据共享，同时由于双环网本身结构存在冗余通道，在正常运行过程中，一组通道出现问题的时候，通过数据传输链条重构建立新的通信链路，从而规避了故障通道，该方法实现了所有站间保护装置的信息共享，一方面可以兼容多端差动保护装置的扩容，另一方面每个站点保留独立判别能力，通信链路存在冗余通道，可靠性也大幅提高。

说明书

技术领域

本发明涉及双环网方式下的多端线路差动保护方法，属于继电保护技技术领域。

背景技术

近年来，随着电力负荷的不断增长，3端至4端的接线方式在电力系统中越来越常见，这些线路大多为短线路，给传统的线路继电保护的设计和运行带来很大困难。经研究发现，首先需要指出的是，对于多端线路的保护，光纤差动保护是最优的选择。然而光纤差动保护应用于多端线路时，为保证其动作的可靠性和速动性，通信和判据是光纤差动保护正确动作及其性能的关键。

在多端差动线路的可供选择的连接方式中，大致可以分为总线网、树形网、星形网和单环网，他们共同的缺点是：链路一旦出现故障，网络便不能正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供双环网方式下的多端线路差动保护方法。

为达到上述目的，本发明提供双环网方式下的多端线路差动保护方法，包括：

将参与差动保护的差动保护装置按照环网方式的连接顺序依次排序，获得差动保护装置排序；

基于差动保护装置排序，每两个差动保护装置作为一组，其中一个差动保护装置接收信号，另一个差动保护装置发送信号；

设置相邻两组的通道互联，位于首尾两端的差动保护装置互联，形成双环网方式；

双环网多端差动线路中差动保护装置进行信息传递。

优先地，双环网多端差动线路中差动保护装置进行信息传递，通过以下步骤实现：

步骤A）获取预构建的双环网多端差动线路中差动保护装置排序；

步骤B）从差动保护装置排序中第1个差动保护装置开始，将第n个差动保护装置的信息通过双环网方式传递给差动保护装置排序中第n+1个差动保护装置，n∈[1,N-1]；N表示差动保护装置的总个数；

将差动保护装置排序中第1个至第n个差动保护装置的信息打包，获得第n打包信息；

通过乒乓同步的方式将第n打包信息和第n+1个差动保护装置的信息同步，获得第一同步信息；

步骤C）判断n+1是否等于N，若n+1不等于N则n的数值增加1，重复步骤B，否则进入步骤D；

步骤D）第N个差动保护装置基于第一同步信息进行差动计算并发起跳闸命令，通过乒乓同步的方式将第n+1个差动保护装置的信息反向同步到第n个差动保护装置；

步骤E：判断跳闸指令是否同步到第1个差动保护装置，若否则n的数值减1，执行步骤D，若是则双环网多端差动线路中差动保护装置进行反向信息传递；

其中，所述双环网多端差动线路是指:将参与差动保护的差动保护装置按照环网方式的连接顺序依次排序，每两个差动保护装置作为一组，相邻两组的通道互联，位于首尾两端的差动保护装置互联；同一组中，一个差动保护装置接收信号，另一个差动保护装置发送信号。

优先地，双环网多端差动线路中差动保护装置进行反向信息传递，通过以下步骤实现：

步骤E）将第N个差动保护装置作为起点，将第1个差动保护装置作为终点，将第n+1个差动保护装置的信息通过双环网方式传递给差动保护装置排序中第n个差动保护装置；

步骤F）基于差动保护装置排序，将第n个差动保护装置的信息和第n+1个至第N个差动保护装置的信息打包，获得第二打包信息；

步骤G）通过乒乓同步的方式将第二打包信息和第n-1个差动保护装置的信息同步，获得第二同步信息；

步骤H）判断n是否等于1，若n不等于1则n的数值减1，执行步骤E）。

优先地，步骤I）若正常运行的第n-1个差动保护装置和第n个差动保护装置发生通信故障，则以第n-2个差动保护装置和第n+1个差动保护装置作为新的链路起点和链路终点，构建新的通信链路；

步骤J）新的通信链路在第n-1个差动保护装置和第n个差动保护装置两端均能收集到双环网方式上所有差动保护装置的信息。

优先地，差动保护装置的信息包括本侧电流、电压模拟量和开关量。

优先地，双环网方式为闭环方式，按照环网方式的连接顺序，双环网方式中的差动保护装置正向依次传递信息，为一个闭环；

反向按照双环网方式的连接顺序，从第n+1个差动保护装置到 第n个差动保护装置顺次流转直到回到第1个差动保护为另一个闭环。

优先地，双环网方式下的差动保护装置均为主机模式。

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

本发明所达到的有益效果：

所述步骤1）中双环网方式下的差动保护装置均为主机模式，这种模式下，其动作速动性和可靠性都能得到保证；

所述步骤3）中选定的作为起点和终点的差动保护装置在双环网方式下均能得到所有差动保护装置装置的信息，双环网方式下的差动保护装置之间均有两路信息走向相反的直连通道；同时由于是双环网方式，存在两路走向相反的信息，所以终点和起点在应对不同走向信息的情况下，身份会灵活互换；

所述步骤3）中选用的乒乓同步的方式；不需要额外的时钟源，不依赖外部对时，可靠性高；

所述步骤5）中的装置N和装置1均拥有环网上的所有装置的电流、电压模拟量和开关量信息，两装置均可以进行差动计算，在双环网通道正常的情况下，两装置可以将差动计算结果通过两者通道直接发送给对方，进行校验，提高动作可靠性；

所述步骤6）中的在一组链路通道中断时，只需要转换信息流的起点和终点，不会影响环网装置的正常运行和信息交互，能够提高环网运行的可靠性。

本发明首先通过光纤将多端线路保护装置的纵联通道以双环网的方式互联，各差动保护装置通过合并单元或者自身进行本侧的模拟量（电流、电压）和开关量的采集，然后通过乒乓同步算法在双环网的基础上，按照一定的顺序，依次进行数据同步形成闭环，最后实现和环网上的其他保护装置的数据共享，同时由于双环网本身结构存在冗余通道，在正常运行过程中，一组通道出现问题的时候，通过数据传输链条重构建立新的通信链路，从而规避了故障通道，该方法实现了所有站间保护装置的信息共享，一方面可以兼容多端差动保护装置的扩容，另一方面每个站点保留独立判别能力，通信链路存在冗余通道，可靠性也大幅提高。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明双环网方式下的N端线路差动保护连接示意图。

具体实施方式

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。

本发明提供双环网方式下的多端线路差动保护方法，包括：

将参与差动保护的差动保护装置按照环网方式的连接顺序依次排序，获得差动保护装置排序；

基于差动保护装置排序，每两个差动保护装置作为一组，其中一个差动保护装置接收信号，另一个差动保护装置发送信号；

设置相邻两组的通道互联，位于首尾两端的差动保护装置互联，形成双环网方式；

双环网多端差动线路中差动保护装置进行信息传递。

进一步地，本实施例中双环网多端差动线路中差动保护装置进行信息传递，通过以下步骤实现：

步骤A）获取预构建的双环网多端差动线路中差动保护装置排序；

步骤B）从差动保护装置排序中第1个差动保护装置开始，将第n个差动保护装置的信息通过双环网方式传递给差动保护装置排序中第n+1个差动保护装置，n∈[1,N-1]；N表示差动保护装置的总个数；

将差动保护装置排序中第1个至第n个差动保护装置的信息打包，获得第n打包信息；

通过乒乓同步的方式将第n打包信息和第n+1个差动保护装置的信息同步，获得第一同步信息；

步骤C）判断n+1是否等于N，若n+1不等于N则n的数值增加1，重复步骤B，否则进入步骤D；

步骤D）第N个差动保护装置基于第一同步信息进行差动计算并发起跳闸命令，通过乒乓同步的方式将第n+1个差动保护装置的信息反向同步到第n个差动保护装置；

步骤E：判断跳闸指令是否同步到第1个差动保护装置，若否则n的数值减1，执行步骤D，若是则双环网多端差动线路中差动保护装置进行反向信息传递；

其中，所述双环网多端差动线路是指:将参与差动保护的差动保护装置按照环网方式的连接顺序依次排序，每两个差动保护装置作为一组，相邻两组的通道互联，位于首尾两端的差动保护装置互联；同一组中，一个差动保护装置接收信号，另一个差动保护装置发送信号。

进一步地，本实施例中双环网多端差动线路中差动保护装置进行反向信息传递，通过以下步骤实现：

步骤E）将第N个差动保护装置作为起点，将第1个差动保护装置作为终点，将第n+1个差动保护装置的信息通过双环网方式传递给差动保护装置排序中第n个差动保护装置；

步骤F）基于差动保护装置排序，将第n个差动保护装置的信息和第n+1个至第N个差动保护装置的信息打包，获得第二打包信息；

步骤G）通过乒乓同步的方式将第二打包信息和第n-1个差动保护装置的信息同步，获得第二同步信息；

步骤H）判断n是否等于1，若n不等于1则n的数值减1，执行步骤E）。

进一步地，本实施例中步骤I）若正常运行的第n-1个差动保护装置和第n个差动保护装置发生通信故障，则以第n-2个差动保护装置和第n+1个差动保护装置作为新的链路起点和链路终点，构建新的通信链路；

步骤J）新的通信链路在第n-1个差动保护装置和第n个差动保护装置两端均能收集到双环网方式上所有差动保护装置的信息。

进一步地，本实施例中差动保护装置的信息包括本侧电流、电压模拟量和开关量。

进一步地，本实施例中双环网方式为闭环方式，按照环网方式的连接顺序，双环网方式中的差动保护装置正向依次传递信息，为一个闭环；

反向按照双环网方式的连接顺序，从第n+1个差动保护装置到 第n个差动保护装置顺次流转直到回到第1个差动保护为另一个闭环。

进一步地，本实施例中双环网方式下的差动保护装置均为主机模式。

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

乒乓同步方式为目前两端差动保护装置之间常用的同步方法，比较成熟，施行无困难。

具体地，乒乓同步方式为目前两端差动保护装置之间常用的同步方法，比较成熟，施行无困难。

首先该方法的判别步骤如下：

1) 将参与保护的差动保护装置按照双环网方式进行连接，具体如图2所示，保证多端差动保护装置两两之间存在一组直连通道；图中将装置1和装置N之间的通道作为备用通道，在环网通道故障时启用；

2) 默认将装置1选为起点，装置N选为终点；

3) 将装置1的数据通过本侧CH1口发送给装置2，并在装置2中将两站数据进行同步，然后将两站数据打包发往环网上的下一级装置，这样顺次往下，直到装置N将所有装置信息同步后，该装置就拥有环网上所有装置的数据信息，可以进行差动计算；

4）将步骤3）的信息发送方向反向，以装置N作为信息发送起点，按照由装置N到装置N-1顺次到装置1的方向来传递和同步数据，最终装置1会拥有环网上所有装置的数据信息，可以进行差动计算；

5）装置1和装置N完成差动计算后，装置1按照装置1→装置2顺次到装置N，装置N按照装置N到装置N-1顺次到装置1的方向发送跳闸信息给环网上的保护装置。

6）假设装置K和装置K+1间的两路通道发生了中断，那么此时装置1接收不到装置K+1到装置N的数据信息，装置N同样接收不到装置1到装置K的数据信息，需要进行数据链路重构，启用备用通道，将装置1和装置N转换为中间态，异常通道相连的两侧也就是装置K和装置K+1直接转换成链路起点和终点；

7）进而类比步骤3）、4）进行操作，最终装置K和装置K+1侧获得了全站的数据信息，完成了新的通信链路的重构，能够进行多端差动计算。

8）类比步骤5）的方式，进行跳闸命令的传递。

综上所述，本发明介绍的双环网方式下的多端线路差动保护本身的结构优势就拥有一组备用通道，与此同时，由于起点和终点的装置均拥有全站的数据信息，均能够进行差动计算，起点和终点站的数据传送链路无耦合关系，相当于起到了互为备用的作用，同时全站采取主主模式，保证了多端差动保护的准确性和速动性。

差动保护装置在现有技术中可采用的型号很多，本领域技术人员可根据实际需求选用合适的型号，本实施例不再一一举例。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、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。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。