[发明专利]一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置

摘要

本发明公开了一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置，包括支持与三网合一网络接口的多路以太网接口模块；支持SV采样值、GOOSE、站控层及PTP报文帧收发的以太网帧预处理IP核模块；自适应多路采样值数据同步模块；以及完成继电保护装置保护、测控、计量、联闭锁功能的数据接收和处理模块，实现智能变电站继电保护及自动化功能。本发明可用于智能变电站内，实现基于采样值组网或者三网合一共网传输的站内数据的收发处理和电网故障的快速保护，为目前智能变电站基于统一网络构架下继电保护设备的功能实现提供了一种解决方案，可简化继电保护设备的接口并降低其数据处理能力要求，提高继电保护设备运行的稳定性和可靠性。

主权项

1.一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置，其特征在于：包括：多路以太网接口模块：包含多个以太网硬件接口，接入由智能终端设备、合并单元设备、继电保护设备组成的三网合一交换机网络中，获取网络上传输的各类报文数据；以太网帧预处理IP核模块：在FPGA内编程实现，支持SV采样值报文、GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的按帧类型的分类接收预处理和缓存，同时支持GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的缓存和发送；自适应多路采样值数据同步模块:实现多路跨间隔采样值数据经过网络传输后的数据同步和数据窗插值计算；数据接收和处理模块：接收GOOSE数据缓冲区、站控层MMS数据缓冲区、PTP数据缓冲区以及SV采样值缓冲区来的GOOSE报文、MMS报文、PTP报文、SV采样值报文缓存数据，实现继电保护装置的保护、测控、计量、联闭锁功能，标准通讯响应的处理和响应，实现智能变电站的继电保护及信息自动化；同时，由主DSP负责编码，将相关GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文按照各自报文帧数据的优先级和顺序要求发送出去；所述三网合一交换机网络进行报文处理的步骤如下：(1)：将多路以太网接口模块接收到的以太网报文，由以太网物理接口输出到FPGA数据接口内；(2)：由FPGA模拟的以太网介质访问控制MAC接口将接收的报文数据转换成为8位并行数据输出，按照SV采样值报文、GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文类型进行以太网帧类型判别；(3)：对于GOOSE报文、站控层MMS报文以及PTP报文三种数据帧，设置3个数据缓冲区，分别为GOOSE数据缓冲区、站控层MMS数据缓冲区以及PTP数据缓冲区，当接收到此三类报文时，报文数据直接存放在各自的数据缓冲区中；(4)：对于SV采样值报文，采用硬件采样值解码的方法，在FPGA内编程实现，根据采样值接收配置经过多播地址判别、ASN.1解码、svID采样值标识判别、采样通道序号匹配和帧数据完整性判别流程，直接从SV采样值报文中抽取出需要的数据，然后存放在SV采样值缓冲区中供主DSP读取；(5)：如果满足SV采样值帧多播地址无匹配项、svID采样值标识数据不匹配、SV采样值帧数据的完整性不符合IEC 61850‑9‑2规约标准的数据结构和内容，三个条件中的任一条件，表明设备不需要该帧数据信息或者帧数据错误，则立即丢弃该SV采样值报文，转到步骤(1)，进行新到数据帧的预处理；(6)：当有数据需要发送到以太网上时，由主DSP负责编码数据帧，并将支持的GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文按帧类型写入发送缓冲区，然后按照各自报文帧数据的优先级和顺序要求发送。