[发明专利]一种智能变电站链路冗余采样值在线无缝切换方法

说明书

技术领域

本发明属于智能变电站技术领域，特别涉及一种智能变电站链路冗余采样值在线无缝切换方法。

背景技术

智能变电站的应用是随着智能变电站相关技术的工程化的不断发展而推广的，经历了从简单到复杂、从试点工程到小批量推广的过程。

智能变电站中与继电保护应用相关的通信服务主要是GOOSE服务和SV服务，其中GOOSE服务主要用于过程层和间隔侧设备之间的开关量传输，主要包括保护跳闸、启动失灵、断路器信息获取等内容，也可以完成少量实时性要求不高的模拟量传输，主要是测控装置的功能应用；SV服务主要是用于间隔层设备获取采样值。GOOSE和SV服务比较起来，SV实时性要求很高，通信流量也很大，从实现上来说，GOOSE的实现门槛更低一些，这也就导致了GOOSE服务早于SV服务应用于智能变电站中。早期的SV应用基本都采用组网方式，首先是GOOSE和SV分开组网的应用方式，逐步发展到GOOSE和SV合并组网的应用方式。

GOOSE和SV的工程应用尝试有力地推动了智能变电站工程化应用，同时，随着智能变电站试点工程的实施，GOOSE和SV的工程应用水平也在不断提高，但是期间也暴露出一些问题，比较突出的问题就是继电保护系统的可靠性的下降。

在国网组织的基于GOOSE和SV组网应用的几次智能变电站集中测试中，发现组网应用情况下SV服务出现了较多问题，一方面是各厂家装置的完善程度不够，另外一方面表现出组网应用情况下SV服务还有很多问题没有得到根本解决，严重地影响了继电保护系统的可靠性，这些问题直接导致了441规范《智能变电站继电保护技术规范》的出台。

国网《智能变电站继电保护技术规范》确定了保护设备“直接采样、直接跳闸”的实现方式，直采直跳方式从根本上回避了SV采样数据的同步问题和交换机的数据交换问题，这种方案不依赖于网络，可以避免因使用交换机所带来的一系列问题，而且采用直采方式采样同步在IED设备完成，不依赖于时钟源的同步脉冲，故整体技术性能及安全可靠性高。但对于跨间隔设备（如母线保护），为实现“直接采样、直接跳闸”，需提供大量的采样值及GOOSE接口，带来的直接问题是保护光口多，设备功耗及发热量大，故障概率高。对于间隔多的应用场合，母线保护可能需要采用分布式方案，带来的问题是增加了主机和子机的通讯环节，影响保护的整体可靠性。

从智能变电站的远期技术方案来说，双重化的全网络化应用必然是最终的选择。但是，无论是现有的点对点应用方式，还是远期的双重化网络方式，都必须充分考虑链路异常的可能性，并且防止单一链路异常情况下，装置的功能不受到影响，是智能变电站过程层集成方式需要考虑的核心问题之一。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种智能变电站链路冗余采样值在线无缝切换方法，其可实现采样值的在线无缝切换，保证任一链路故障情况下采样值数据的传输可靠性不受影响。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种智能变电站链路冗余采样值在线无缝切换方法，包括如下步骤：

（1）通过双重化网络或点对点和组网共存的连接方式构建保护装置采样值冗余链路；

（2）在采样值链路冗余情况下，实现插值时刻的重合，从而实现采样数据的在线无缝切换。

上述步骤（2）中，在点对点和组网链路冗余情况下，通过点对点数据重构同步脉冲，实现点对点链路和组网链路数据的插值时刻的重合。

上述实现点对点链路和组网链路数据的插值时刻的重合的具体内容是：

（a1）通过点对点和组网口分别接收合并单元通过不同链路发送的采样值数据；

（a2）根据点对点数据的到达时刻、互感器额定延时以及数据中的样本计数器，计算秒脉冲的绝对时刻，计算公式为：

秒脉冲时刻=数据到达时刻-互感器额定延时样本计数器/4000；

（a3）通过秒脉冲时刻计算点对点链路和组网链路的统一插值时刻；

（a4）分析接收到的数据帧中的源地址、目标地址和样本计数器，确定是否是新的数据，还是通过冗余链路发送的重复数据，若是重复数据，直接丢弃，重复步骤（a4），若是新的数据，转入步骤（a5）；

（a5）针对首先到达的数据帧进行解码，提取有效数据，通过插值算法进行同步插值；

（a6）输出最终插值计算的采样数据。

上述步骤（2）中，在双重化网络链路冗余情况下，通过双网数据中的样本计数器实现双网数据的插值时刻的重合。

上述实现双网数据的插值时刻的重合的具体内容是：