[发明专利]基于无线通信的自适应变频流量控制差动保护方法及系统

说明书

基于无线通信的变频流量控制的差动保护方法及系统，基于GPS系统对时，差动保护装置的发送侧和接收侧同时于每个整秒时刻采集电气量，并且每个采集时段内的采样频率为N；线路未故障，发送侧以频率1Hz向接收侧发送心跳报文；线路故障期间，发送侧以频率N向接收侧连续发送故障报文；每个故障报文包括一个对应一组发送侧电气量数据采样序号；接收侧在历史数据缓存区内获取与该采样序号对应的一组接收侧电气量数据；利用发送侧和接收侧电气量数据进行差动保护判断。本发明简化数据格式、提高报文效率、优化差动保护逻辑，大幅降低数据流量，保证差动保护性能，解决无线通信时差动保护业务数据量大的问题。

技术领域

本发明涉及电力设备保护技术领域，更具体地，涉及基于无线通信的自适应变频流量控制差动保护方法及系统。

背景技术

随着通信技术的发展，无线通信通信的数据传输的带宽、通信延时、通信可靠性的不断提升，无线通信通信技术逐步开始应用于电力系统继电保护领域，纵联电流差动保护作为广泛应用于输配电线路保护的主保护，需要两台或多台线路保护装置进行相应数据的传输以及同步，出于继电保护的速动性与可靠性要求，对传输通道的快速性、实时性、稳定性以及可靠性有着较高要求。

正常运行时，线路保护装置之间进行实时数据传输，正常情况下数据报文传输周期在ms量级，因此随着设备长时间运行，将会有大量的数据进行交互。按照现有线路差动保护的传输机制、报文格式及内容，每个月产生的数据量大约为1000G以上，当应用无线通信作为线路保护纵联通道数据传输时，需要考虑经济性和实用性，因此必须节省保护业务产生的数据流量。

现有技术1(CN112838563A)“一种适用于5G差动保护设备的数据传输方法及系统”中，设备根据就地采集到的电气量进行故障判别；在未检测到故障时，按照低交互速率交互状态信息报文，在检测到故障时，设备将故障发生前N周波的采样数据立即发送给自身的对侧设备，并按照高交互速率交互报文，设备维持高交互速率交互报文，直到故障判别结束，再转换为低交互速率交互状态信息报文，解决了在配电网中使用两种速率进行数据交互的技术问题，本发明可广泛适用于采用4G/5G等无线通信通道的线路纵联电流差动保护，具有数据传输流量需求低，对保护动作速度无影响的优点，在保证差动保护性能指标的基础上，能够有效的降低无线通信差动保护所需要的数据流量。但现有技术1并未公开报文发送的具体频率数值，然而发送频率的选择直接决定了数据流量的大小，因此在现有技术1的基础上需要对发送频率进行研究，以实现数据流量和发送频率之间的最优关系。

现有技术2(CN104333426B)“一种基于合并单元SV报文采样序号学习的秒脉冲同步方法”，不依赖于外部时钟同步装置，适用于保护测控装置(包括保护装置、测控装置、保护测控一体化装置、站域保护控制装置)的秒脉冲同步。根据合并单元采样序号的连续性和间隔时间判别其有效性，在其有效的前提下通过合并单元采样序号为0的报文接收时刻减去额定延迟时间和传输时间计算得出秒脉发生实际时刻，并通过合并单元采样序号为0的多帧报文接收时刻计算秒脉宽度；保护测控装置根据合并单元采样报文同步标志自动选取作为参考时间源的合并单元，并至少计算两组合并单元的秒脉冲，以作为当参考源合并单元由同步转为失步或断链异常时，实现合并单元参考时间源的无缝切换。现有技术3(CN107181583A)“一种基于采样中断事件实现采样值同步的方法”，主机根据自己应用算法所需的某一固定采样率，在其采样中断时刻发送内含采样序号的采样事件报文；各子机接收采样事件报文，根据延时补偿技术推算出主机应用算法所需的采样时刻，在各自采样缓冲池中查找合适的点进行线性插值重采样计算，得到相应时刻的采样值，并向主机发送内含相应采样序号的采样报文，主机根据采样序号将各个子机的采样值同步并处理。该采样同步策略不依赖于外部对时，提高了装置的可靠性。现有技术2和3均提出了采样同步的解决方案，但是现有技术2中引入了额定延迟时间，现有技术3中引入了延时补偿技术，但是基于5G通信通道下，通道的延时是不稳定的并且发送侧和接收侧的延时是不一致的，现有技术2和3的技术手段均无法有效解决该延时问题。

综上，需要研究一种基于无线通信的自适应变频流量控制的差动保护实现方法及系统。

发明内容