[发明专利]一种5G差动保护装置的数据传输方法

说明书

一种5G差动保护装置的数据传输方法，属于电力系统继电保护技术领域。基于数据处理装置完成，数据处理装置包括主控制器模块、卫星对时模块，FPAG模块、连接5G通信模块的5G网络接口，所述方法包括：发送方计算数据的获取时间，将数据和计算的获取时间一同发送；接收方收到数据后，根据发送方的获取时间、预计的发给时间以及设定时延，计算等待时间，到达等待时间后，将收到的数据发送给差动保护装置。采用本发明提出的装置和方法，在原有光纤网络的基础上升级为5G网络时，只需要在原设备上更新硬件装置和数据的前端处理软件，软件系统的核心部分不用变动，大大降低了工作量，缩短了研发周期，可靠性不用重新验证。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，涉及一种5G差动保护装置的数据传输方法。

背景技术

电力系统中，差动保护要求获取两侧设备同步采样数据。传统的光纤差动保护装置，光信号在光纤中传输的延时为固定延时，一般不受外界环境影响。通过测量通道延时，将收到的对侧数据推算到本侧时间轴上，可以实现采样数据的同步。

使用光纤作为数据传输媒介的传统式差动保护装置，已在现场大量使用，可靠性已得到验证。但是专用的光纤管线敷设难度大，建设成本高，有些地区也不具备光纤敷设条件，对发展差动保护技术有一定的制约性。其次，当光纤出现断线时，查找断线位置较为困难，维护成本高。

目前，5G网络已经投入商业使用，5G网络切片中端到端的延时达到10毫秒以内，其低延时的特点有利于实现差动保护功能。

在新建变电站中，在线路两侧各配置一套5G差动保护装置，替代传统式光纤差动保护装置是容易实现的方案。

5G网络虽然具有低延时的特性，但时延具有不稳定性，而光纤差动保护装置却恰恰利用了光纤传输延时的稳定性实现。使用5G网络替代光纤有很大的优势，但重新开发满足要求的软件系统周期长，可靠性还需验证。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备和方法，在使用原有软件系统的基础上，用5G通信替代光纤通信，并满足通信稳定时延的要求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种5G差动保护装置的数据传输方法，基于数据处理装置完成，所述数据处理装置包括主控制器模块、卫星对时模块，主控制模块中包括连接卫星对时模块的卫星对时功能模块，关键在于：所述数据处理装置还包括FPAG模块、连接5G通信模块的5G网络接口，主控制器模块中还包括连接FPGA模块的数据处理模块以及连接5G网络接口的以太网控制功能模块。

进一步地，所述数据处理模块包括差动数据处理功能模块、5G数据转换与传输功能模块；所述FPGA模块中包括数据缓冲模块、差动接收与数据加密模块、5G数据接收与数据解密模块。

进一步地，设置稳定时延参数T3；所述数据传输方法包括以下步骤：

数据的发送：差动数据接收与加密模块收到主控制器的差动数据后，对数据做加密处理，计算获得生成差动数据产生的绝对时间并发送给主控制器的5G数据转换与传输功能模块；5G数据转换与传输功能模块将差动数据、生成差动数据的绝对时间通过以太网控制模块传输到5G网络接口。

数据的接收：5G数据转换与传输功能模块接收5G网络接口收到的数据，解帧后根据T3计算数据缓冲时间、计算FPGA数据缓冲模块发送数据所消耗的时间，计算完成后发送给FPGA的5G数据接收与数据解密模块；5G数据接收与数据解密模块完成数据解密处理并将传送给数据缓冲模块；数据缓冲模块计算等待时间，到达等待时间后，发送数据到主控制器的差动保护数据处理功能模块。

收到数据时，计算差动数据产生的时间，将差动数据产生的时间和数据通过5G通信网络发给对侧；对侧收到5G模块的数据帧后，根据差动数据产生的时间和固定时延设置等待时间，从而达到数据在两个差动保护装置间传输具有固定时延。