一种面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统继电保护装置信息交换领域，特别涉及一种面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法。
【背景技术】
[0002]现有继电保护体系是基于系统中单个元件进行保护装置的配置，保护原理仅利用了单个元件的电气量及相关断路器状态，存在对某些特定故障的可靠性及灵敏度不高，造成保护误动或拒动，或保护动作时间及性能无法完全满足对切除故障的要求等问题。另一方面，由于电力系统规模的扩大，大电网中的相继及关联性故障问题逐渐凸显出来，而由于现有保护体系中单装置间信息交互性不强，无法实现对区域乃至广域范围内故障的协同配合控制。
[0003]智能变电站通信体系的建立为形成通过装置间信息交互解决上述问题的保护功能实现提供了可能。然而现有保护信息的交互模式中，装置间传递信息为数据通信量较大的采样值，对故障波形的滤波等处理在装置获取数据后完成，传输能力受到现有网络能力限制，无法实现多装置协同的故障多重判别及大规模电网的区域保护等需要大量信息远程交互的功能。
【发明内容】
[0004]发明目的:
为解决上述保护装置的信息交互及配合问题，本发明提出一种面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法，是具有分布式多层级特性的电力系统继电保护装置通信方法，通过对传递信息类型及传递模式的改进实现继电保护信息在装置间的有效交互。
[0005]技术方案:
本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法，其特征在于:该方法在利用电力系统中站内及站间通信网络的基础上，依照分布式保护功能的实现要求，扩展保护装置间的通信架构；在单个保护装置通信架构中，采用层次化信息交互架构，构建纵向的数据采集及生成模式，构建横向的信息分发交互模式，构建基于相应保护功能的数据流信息及数据生成方式；在区域保护体系通信架构中，在各信息交互节点配置具有单装置通信架构的保护装置，依据网络拓扑结构及保护功能中相应保护区域的划分对保护装置构建通信链路，进行区域内装置间的信息交互。
[0006]信息交互方法中，装置间通信交互的电力系统状态量信息除进行采样值数据处理外不是直接传递原始采样值报文，是符合通信网络性能要求和基于通信的保护功能的需求所进行数据处理后所生成的状态流信息。
[0007]状态流生成方法面向基于通信的保护功能所需信息建模，定义交互信息的状态流类型，形成易于大量交互的数据形式；将电力系统中的电气采样值模拟量、开关量、状态信息转换为相应状态流类型，将处理后的状态流信息进行传递。
[0008]状态流类型包括但不限于电气量幅值、电气量相位、电气量方向、区域内差流幅值、区域内差流有无。
[0009]信息交互方法包括单个装置的通信架构及区域保护体系的通信架构，通过装置内部及装置间通信架构的配合实现装置间信息的交互。)
单装置通信架构具备层次化特征，按照保护功能所需数据类型划分为两个层次；采样信息层为直接获取相应电气量采样值实现相应保护功能的常规原理主保护、后备保护及近区域保护；状态流层为通过本装置经数据处理后生成及与其他装置间进行交互获取的状态流信息实现的基于装置间信息通信的保护功能。
[0010]单装置通信架构在层次间纵向进行数据采集及处理，相应层次的各装置间横向进行数据交互；装置首先获取采样值报文及开关量状态等其他保护基础信息，在采样信息层内进行数据预处理后分发至相应保护功能及相应关联外部装置，并获取状态流数据生成所需外部采样值；在状态流层进行状态流数据生成，形成的状态流信息，并与相应关联外部装置进行信息交互，将交互处理后的信息提供给基于通信的保护功能模块。
[0011]区域保护体系通信架构中，结合电力系统网络拓扑连接及装置间信息交互方式划分相应交互区域，将与装置存在采样值交互的保护区域划分为采样信息保护区域，依关联层级不同，及至装置信息节点连接元件级数不同，将与装置存在状态流信息交互的保护区域划分为各级状态流保护区域；对采样信息保护区域，装置间通信网络配置及性能分配满足变电站采样值报文传递的要求，装置能够获取区内的采样值信息，提供给需要相应信息的保护功能及状态流信息生成使用；对各级状态流保护区域，通信链路性能满足要求较低的状态流信息传递，区域内装置间进行状态流交互。
[0012]优点和效果:
本发明所述的面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法，具有如下优点:本发明所提出方法依据基于通信的继电保护功能需求在现有保护装置间的通信体系上进行了改进，扩展了区域网络范围内装置间的信息交互功能，所提出状态流信息建模及生成方法适用于保护信息的大量远程传递，层次化装置通信架构利于在保持原有装置数据采集及处理功能的基础上进行数据类型的扩展和信息生成，区域保护体系网络通信架构实现了装置间信息与保护区域关联的分级获取及交互方式，单装置与区域通信体系结合的方式利于在设备或网络硬件单方面改造的情况下对功能的对应升级。通过所提出方法，实现了保护信息在电网区域保护体系中的远程交互及传递，有效解决了采样值传输网络能力不足的问题，为基于通信的继电保护体系实现提供了必要的通信功能基础。
【附图说明】
[0013]图1为单个保护装置通信架构示意图。
[0014]图2为区域保护体系通信架构示意图。
[0015]附图标记说明:
图中:单个保护装置通信架构模型1，采样信息层2，状态流层3，采样值及其他保护基础信息4，数据预处理模块5，采样信息层保护功能模块6，采样信息层交互功能模块7，状态流信息生成及处理模块8，状态流信息9，状态流层保护功能模块10，状态流层交互功能模块11，信息交互节点12，信息链路13，采样信息保护区域14，状态流保护区域15。
【具体实施方式】
[0016]为满足在分布式多层级保护故障多重判别及区域保护功能中状态信息获取的需要，本发明提出一种保护区域内装置间信息通信体系。通过构建相应的装置信息交互模式、信息类型及数据生成方式、区域信息交互模式，利用电力系统中现有站内及站间的通信网络体系扩展保护装置间的通信架构，为分布式多层级的区域化保护功能实现提供所需的信息交互方法。
[0017]本发明提供了一种面向基于通信的区域保护的装置间信息交互方法，所述信息交互方法在利用电力系统中站内及站间通信网络的基础上，依照分布式保护功能的实现要求，扩展保护装置间的通信架构；在单个保护装置通信架构模型1中，采用采样信息层2与状态流层3构成的层次化信息交互架构，构建由数据预处理模块5、状态流信息生成及处理模块8等环节构成的纵向的数据采集及生成模式，构建由采样信息层保护功能模块6、采样信息层交互功能模块7等环节构成的的采样信息层2信息分发交互模式，构建由状态流层保护功能模块10、状态流层交互功