基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步方法、系统与流程

本发明涉及电网继电保护领域的保护数据同步方法，尤其涉及基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步方法、系统。

背景技术：

当前交流输电电力系统保护数据的同步方法主要有：1)一般微机保护中是通过在同一保护装置内对全部所需模拟量进行同步采样的方法获得保护同步数据；2)光纤纵差保护中是通过主从对时方式保证对端不同保护装置的采样基准时刻一致，从而实现不同保护装置同步采样来获得保护同步数据；3)在智能站站内保护中，合并单元进行等间隔异步采样并将采样时刻与站内卫星钟装置对时时刻的时间差一起送达保护装置，每台保护装置再按照站内卫星钟对时时刻统一对不同合并单元的等间隔异步采样数据进行插值同步处理，最终获得本台保护装置所需同步数据。

但是这些保护数据同步方法存在以下缺陷：1)难以实现区域电网多地远距离位置电力系统保护数据的同步采样；2)过于依赖卫星钟对时信号导致的一些先天缺陷，比如：配电网不便配置卫星钟状况无法实现同步采样、难以精确掌控多地远距离位置的不同卫星钟对时时刻偏差对同步采样影响、以及卫星钟长期失效也必然带来采样失步后果。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术不足,提供一种基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法，实现交流输电电力系统区域电网多地远距离位置的保护数据同步。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法，包括以下步骤：

1)交流输电电力系统所在区域电网范围内，各合并单元分别对与该合并单元相对应的断路器的电压电流进行同步采样；

2)各合并单元预先统一将Uab或Ubc或Uca其中一个线电压作为基准电压，若某合并单元基准电压的有效值或频率越限，则该合并单元数据应经延时后报警并按无效数据处理；

3)各合并单元分别对基准电压采样数据进行插值调整，调整后的基准电压采样数据每个周波包含采样值为零的数据；

4)各合并单元再按照调整后的基准电压采样数据对应时刻，对获取的其它同步采样电压电流采样数据进行插值调整；

5)各合并单元计算出基准电压及所有电压电流的数据并转至步骤6)；

6)各合并单元将数据发送给区域电网保护装置，区域电网保护装置对接收的数据进行相应的保护处理。

进一步的，在步骤1)中，合并单元对电压电流进行同步采样时，所有合并单元的采样速率一致且固定不变。

进一步的，在步骤2)中，若合并单元一上电运行即判断三相电压均无效，则进行延时报警处理，直接将原始采样数据向区域电网保护装置发送。

进一步的，在步骤2)中，若合并单元在运行过程中判断出上次基准电压由有效变无效，仍应延续之前基准电压相别不变，等待一定延时后再重新进行基准电压相别切换，如果等待延时到后判断三相电压均无效，则进行延时报警处理，直接将原始采样数据向区域电网保护装置发送。

进一步的，在步骤3)中，调整后的基准电压采样数据每个周波包含两个采样值为零的数据，所有合并单元应预先统一确定为从上升过程或者下降过程选择第一个过零点数据。

进一步的，在步骤5)中，各合并单元计算出基准电压的频率、所有电压电流的相量和有效值、其它电压电流相量与基准电压之间的夹角角度。

进一步的，在步骤6)中，区域电网保护装置首先判断各合并单元各自确认的基准电压相别是否一致，如果所有合并单元各自确认的基准电压相别均一致，则直接应用所有接收的电压电流采样数据进行相应保护运算，如果所有合并单元各自确认的基准电压相存在不一致情况，则进行延时报警处理。

进一步的，当合并单元通过网络交换机与区域电网保护装置通信时，各合并单元将数据进行处理后通过网络交换机发送给区域电网保护装置。

基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步系统，包括：

多个合并单元用于在交流输电电力系统所在区域电网范围内，各合并单元分别对与该合并单元相对应的断路器的电压电流进行同步采样；

各合并单元预先统一将Uab或Ubc或Uca其中一个线电压作为基准电压，若某合并单元基准电压的有效值或频率越限，则该合并单元数据应经延时后报警并按无效数据处理；

各合并单元分别对基准电压采样数据进行插值调整，调整后的基准电压采样数据每个周波包含采样值为零的数据；

各合并单元再按照调整后的基准电压采样数据对应时刻，对获取的其它同步采样电压电流采样数据进行插值调整；

各合并单元计算出基准电压及所有电压电流的数据并将数据发送给区域电网保护装置，区域电网保护装置对接收的数据进行相应的保护处理。

基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步系统，当合并单元通过网络交换机与区域电网保护装置通信时，各合并单元将数据进行处理后通过网络交换机发送给区域电网保护装置。

本发明的有益效果是：

采用本发明所述基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法，能够不依赖卫星钟对时信号实现交流输电电力系统区域电网多地远距离位置保护数据的同步采样，同时应用该方法处理过的同步数据不会因传输通道轻微延时影响数据同步性，能有效提升交流输电电力系统区域电网保护可靠性。

附图说明

图1为基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法的主机数据连接图；

图2为基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法的带交换机主机数据连接图；

具体实施方式

合并单元与区域保护装置可以直接相连，如图1所示，合并单元也可以通过网络交换机与区域保护装置相连，如图2所示。

一种基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步处理方法，其特征是，包括以下步骤：

1)在交流输电电力系统区域电网范围内，各合并单元分别对本断路器的电压电流进行采样，所有合并单元的采样速率一致且固定不变，同一合并单元内电压电流同步采样，不同合并单元之间不存在电压电流同步采样要求；

2)首先各合并单元预先统一将Uab或Ubc或Uca其中一个线电压作为基准电压；

3)各合并单元分别对基准电压采样数据进行软件插值调整，调整后的基准电压采样数据每个周波必须包含两个采样值为零的数据，其中第一个过零点数据全系统所有合并单元应预先统一确定为从上升过程或者下降过程选择；软件插值：过零点最近的正负两点连线找到零点，这是第一个插值点，然后根据零点与正负点之间距离，再计算其它插值点。

4)各合并单元再按照自身调整后的基准电压采样数据对应时刻，对获取的其它同步采样电压电流采样数据进行同样算法的软件插值调整；

5)各合并单元计算出基准电压的频率、所有电压电流的相量和有效值、其它电压电流相量与基准电压之间的夹角角度；

6)各合并单元将自身调整后的全部电压电流采样数据、基准电压的频率、所有电压电流的相量和有效值、其它电压电流相量与基准电压之间的夹角角度等，发送给区域电网保护装置；

7)区域电网保护装置首先判断各合并单元各自确认的基准电压及其他线电压有效值和相角是否一致。如果所有合并单元各自确认的基准电压及其他线电压有效值和相角差异在允许范围内，则直接应用所有接收的电压电流采样数据按照所有数据完全满足同步采样的方法进行所需要的保护运算。如果所有合并单元各自确认的基准电压有效值和相角差异超出允许范围，则进行延时报警处理。

所述步骤2)中，若合并单元一上电运行即判断三相电压均无效，则进行延时报警处理，同时不再执行步骤3)和步骤4)，即不再对所有电压电流采样数据进行软件插值调整，直接将原始采样数据向区域电网保护装置发送。

所述步骤2)中，若合并单元在运行过程中判断出上次基准电压由有效变无效，仍应延续之前基准电压相别不变，等待一定延时后再该合并单元数据应经延时后报警并按无效数据处理，即不再对该合并单元所有电压电流采样数据进行软件插值调整，直接将原始采样数据向区域电网保护装置发送。

基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步系统，包括：

多个合并单元用于在交流输电电力系统所在区域电网范围内，各合并单元分别对与该合并单元相对应的断路器的电压电流进行同步采样；

各合并单元预先统一将Uab或Ubc或Uca其中一个线电压作为基准电压，若某合并单元基准电压的有效值或频率越限，则该合并单元数据应经延时后报警并按无效数据处理；

各合并单元分别对基准电压采样数据进行插值调整，调整后的基准电压采样数据每个周波包含采样值为零的数据；

各合并单元再按照调整后的基准电压采样数据对应时刻，对获取的其它同步采样电压电流采样数据进行插值调整；

各合并单元计算出基准电压及所有电压电流的数据并将数据发送给区域电网保护装置，区域电网保护装置对接收的数据进行相应的保护处理。

基于交流电压过零点的区域电网保护数据插值同步系统，当合并单元通过网络交换机与区域电网保护装置通信时，各合并单元将数据进行处理后通过网络交换机发送给区域电网保护装置。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。