一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法
【专利摘要】本发明公开了一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，所有子机采用相同的硬件，每台子机通过不重复的地址作为身份识别，所有子机下装同一套自适应软件，各个子机根据控制字判断母线保护运行于哪种模式哪种网络架构，再根据自身的地址判断自身在母线保护中所处的角色，然后解锁或闭锁自适应软件中相应的模块。本发明实现了同一套装置适应于星形和环形网络架构，并可在有主机与无主机模型下自由切换，提高了保护的灵活性，可扩展性和适应范围。
【专利说明】
一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，属于电力系统自动化技术领域。
【背景技术】
[0002]根据新一代智能变电站层次化保护控制方案的要求，将保护分为就地级、站域级和广域级，如图1所示，其中母线保护属于就地级保护，传统的集中式母线保护无法适应就地化要求，因此需要做出改进，国内外对此都有相关研究，就地化保护方案在保护模式上分为有主机和无主机式，在保护网络架构分为星形架构和环网架构。
[0003]星形有主机式，如图2所示，有一个位于中心的子机作为主机，与所有间隔的子机点对点连接，主机负责处理子机上送的数据做出行为判断，并控制各个子机的行为。
[0004]星形无主机式，其与星型有主机式架构相同，区别在于位于中心的子机与其余子机点对点连接，不做保护逻辑判断，只负责将子机上送的采样和开入开出数据报文转发到各个子机，各个子机自行进行保护逻辑计算，决定自身行为。位于中央的子机还负责人机交互以及与后台通讯等功能。
[0005]环网PT子机兼做主机式，如图3所示，因PT间隔的特殊性，将其选择为主机，负责采集其余子机数据进行逻辑判断，控制其余子机性，并与后台通讯和接收发送组网数据。
[0006]环网独立子机做主机式，如图4所示，在环形网络架构中设置一台独立于各个间隔的子机作为主机，其收集所有子机数据，进行保护逻辑计算，控制各个子机行为，并与后台通讯和接收发送组网数据。
[0007]环网无主机式，如图5所示，各个子机将自身数据上送环网并从环网中获得其他子机数据，各自独立的进行逻辑判断，互不控制。另外需任选一个或两个子机兼顾与后台通讯和收发组网数据的功能。
[0008]每种模式各有其优劣，目前的已有的保护方案只能选择其中一种模式，无法做到自适应。
【发明内容】
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法。
[0010]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，所有子机采用相同的硬件，每台子机通过不重复的地址作为身份识别，所有子机下装同一套自适应软件，各个子机根据控制字判断母线保护运行于哪种模式哪种网络架构，再根据自身的地址判断自身在母线保护中所处的角色，然后解锁或闭锁自适应软件中相应的模块；
所述自适应软件包括采样和开关模块、数据上送模块、数据获取模块、保护逻辑模块、指令发送模块和指令接受模块； 所述采样和开关量模块，用以采集电压模拟量和开关量，采集电流模拟量和开关量； 所述数据上送模块，用以发送采集的模拟量和开关量报文；
所述数据获取模块，用以获取其他间隔上送的模拟量和开关量报文；
所述保护逻辑模块，用以运行保护算法逻辑，通过处理所有间隔的模拟量和开关量，判保护断动作行为；
所述指令发送模块，用以作为主机向从机发送保护逻辑模块发出的保护指令；
所述指令接收模块，用以接收主机保护指令，根据指令做出相应动作；
各个模块相互独立，通过中间数据池交换数据，各个模块均具备解锁和闭锁功能。
[0011]在网络架构不变的前提下，通过设置控制字可实现不同模式的切换。
[0012](I)有主式与无主机模式之间切换，具体过程为:
选择切换控制子机;星形网络选择中央子机为切换控制子机，环形网络运行于PT子机兼做主机模式或者将要切换为PT子机兼做主机模式时选择PT子机为切换控制子机，环形网络运行于独立子机兼做主机模式或者将要切换为独立子机兼做主机模式时选择独立子机为切换控制子机；
在切换控制子机上改变控制字；
切换控制子机向其余子机发送模式切换指令；
各个子机回复其自身的目前状态能否切换；
当切换控制子机收到所有子机都是肯定答复后，发送切换指令以及将要切换到的模式；
包括切换控制子机在内的所有子机自行按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块；
各子机完成切换后向切换控制子机发送报告；
切换控制子机接收到所有子机报告并且其自身切换也完成后，向各个子机发送成功指令；
(2)PT间隔子机兼做主机与独立子机做主机之间切换，具体过程为:
在PT间隔子机与独立子机中选择任一个作为切换控制子机，在切换控制子机上改变控制字，切换控制子机上向对方发切换指令，其余间隔子机不受影响，接收到指令后应答是否可切换，切换控制子机上收到肯定答复后，发送开始切换指令，二者同时各自按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块，切换完成后向切换控制子机发送报告，在收到报告后发切换成功指令。
[0013]本发明所达到的有益效果:1、本发明实现了同一套装置适应于星形和环形网络架构，并可在有主机与无主机模型下自由切换，提高了保护的灵活性，可扩展性和适应范围；
2、本发明的每个子机软硬件相同一致性高，子机之间或插件之间可互相替代，提高了保护的可维护性和可靠性。
【附图说明】
[0014]图1为新一代智能变电站层次框图。
[0015]图2为星形网络架构。
[0016]图3为环网PT子机兼做主机式模式。
[0017]图4为环网独立子机做主机式模式。
[0018]图5为环网无主机式模式。
[0019]图6为子机下装的自适应软件框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0021 ] 一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，具体如下:
所有子机采用相同的硬件，包括电源插件、采样插件、D1插件、CPU插件、光口收发插件和MMI插件;每台子机通过不重复的地址(地址为掉电保持的地址)作为身份识别。
[0022]所有子机下装同一套自适应软件，在星形架构下，在有主或者无主模式中，都在中央子机下装自适应软件，中央子机再通过光纤通信向其余子机下装自适应软件，做到自动同步;在环网架构下，有主机时在主机上下装自适应软件，主机通过环网向其余子机下装自适应软件;无主机时，选择一台子机，值得注意的是同一时间只能选择一台子机下装自适应软件，被选则子机在接收完自适应软件后再通过环网向其余子机下装自适应软件。
[0023]如图6所示，自适应软件包括采样和开关模块、数据上送模块、数据获取模块、保护逻辑模块、指令发送模块和指令接受模块。
[0024]采样和开关量模块:用以采集电压模拟量和开关量，采集电流模拟量和开关量。
[0025]数据上送模块:用以发送采集的模拟量和开关量报文。
[0026]数据获取模块:用以获取其他间隔上送的模拟量和开关量报文。
[0027]保护逻辑模块:用以运行保护算法逻辑，通过处理所有间隔的模拟量和开关量，判保护断动作行为。
[0028]指令发送模块:用以作为主机向从机发送保护逻辑模块发出的保护指令。
[0029]指令接收模块:用以接收主机保护指令，根据指令做出相应动作。
[0030]各个模块相互独立，通过中间数据池交换数据，各个模块均具备解锁和闭锁功能。
[0031]每个子机软硬件相同，一致性高，子机之间或插件之间可互相替代，提高了保护的可维护性和可靠性。
[0032]各个子机根据控制字判断母线保护运行于哪种模式哪种网络架构，再根据自身的地址判断自身在母线保护中所处的角色，然后解锁或闭锁自适应软件中相应的模块。
[0033]星形有主模式
中央主机解锁数据获取模块，保护逻辑模块和指令发送模块，各个间隔的子机解锁采样和开关量模块、数据上送模块、指令接收模块，实现主机负责计算，子机只负责采集数据和执行指令。
[0034]星形无主模式
中央主机解锁数据获取模块，其获取数据主要为组网和上送后台，并通过自动的数据转发功能将各个间隔的数据自动转发个其余子机，各个间隔的子机解锁采样和开关量模块、数据上送模块、数据接收模块和保护逻辑模块。
[0035]环网PT间隔兼做主机模式
PT间隔子机，作为主机，其解锁采样和开关量模块，数据获取模块，保护逻辑模块和指令发送模块，实现其作为主机获取其间隔子机数据，逻辑判断后控制所有子机的功能，其余间隔子机作为从机，解锁采样和开关量模块，数据上送模块，指令接收模块，只负责采集数据和执行指令的功能，若环网中还设有独立子机，则该子机闭锁所有可选模块。
[0036]环网独立子机作主机模式
独立主机，因其独立于间隔，自身没有采样数据，所以只解锁数据获取模块，保护逻辑模块和指令发送模块，实现其作为主机获取其间隔子机数据，逻辑判断后控制所有子机的功能，其余间隔子机作为从机，解锁采样和开关量模块，数据上送模块，指令接收模块，只负责采集数据和执行指令的功能。
[0037]环网无主模式
各个间隔的子机解锁采样和开关量模块，数据上送模块，数据获取模块和保护逻辑模块，实现各子机与其余子机间只共享数据，独立运行保护逻辑，不相互收发指令的无主式运行模式，如果存在独立于间隔的子机，则其闭锁全部可选模块。
[0038]在网络架构不变的前提下，通过设置控制字可实现不同模式的切换，包括有主式与无主机模式之间切换、PT间隔子机兼做主机与独立子机做主机之间切换。
[0039]有主式与无主机模式之间切换，具体过程为:
选择切换控制子机;星形网络选择中央子机为切换控制子机，环形网络运行于PT子机兼做主机模式或者将要切换为PT子机兼做主机模式时选择PT子机为切换控制子机，环形网络运行于独立子机兼做主机模式或者将要切换为独立子机兼做主机模式时选择独立子机为切换控制子机；
在切换控制子机上改变控制字；
切换控制子机向其余子机发送模式切换指令；
各个子机回复其自身的目前状态能否切换；
当切换控制子机收到所有子机都是肯定答复后，发送切换指令以及将要切换到的模式；
包括切换控制子机在内的所有子机自行按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块；
各子机完成切换后向切换控制子机发送报告；
切换控制子机接收到所有子机报告并且其自身切换也完成后，向各个子机发送成功指令。
[0040]PT间隔子机兼做主机与独立子机做主机之间切换，具体过程为:
在PT间隔子机与独立子机中选择任一个作为切换控制子机，在切换控制子机上改变控制字，切换控制子机上向对方发切换指令，其余间隔子机不受影响，接收到指令后应答是否可切换，切换控制子机上收到肯定答复后，发送开始切换指令，二者同时各自按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块，切换完成后向切换控制子机发送报告，在收到报告后发切换成功指令。
[0041]上述方法实现了同一套装置适应于星形和环形网络架构，并可在有主机与无主机模型下自由切换，提高了保护的灵活性，可扩展性和适应范围。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，其特征在于:所有子机采用相同的硬件，每台子机通过不重复的地址作为身份识别，所有子机下装同一套自适应软件，各个子机根据控制字判断母线保护运行于哪种模式哪种网络架构，再根据自身的地址判断自身在母线保护中所处的角色，然后解锁或闭锁自适应软件中相应的模块； 所述自适应软件包括采样和开关模块、数据上送模块、数据获取模块、保护逻辑模块、指令发送模块和指令接受模块； 所述采样和开关量模块，用以采集电压模拟量和开关量，采集电流模拟量和开关量； 所述数据上送模块，用以发送采集的模拟量和开关量报文； 所述数据获取模块，用以获取其他间隔上送的模拟量和开关量报文； 所述保护逻辑模块，用以运行保护算法逻辑，通过处理所有间隔的模拟量和开关量，判保护断动作行为； 所述指令发送模块，用以作为主机向从机发送保护逻辑模块发出的保护指令； 所述指令接收模块，用以接收主机保护指令，根据指令做出相应动作； 各个模块相互独立，通过中间数据池交换数据，各个模块均具备解锁和闭锁功能。2.根据权利要求1所述的一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，其特征在于:在网络架构不变的前提下，通过设置控制字可实现不同模式的切换。3.根据权利要求2所述的一种自适应有主机和无主机模式的母线保护实现方法，其特征在于: (1)有主式与无主机模式之间切换，具体过程为: 选择切换控制子机;星形网络选择中央子机为切换控制子机，环形网络运行于PT子机兼做主机模式或者将要切换为PT子机兼做主机模式时选择PT子机为切换控制子机，环形网络运行于独立子机兼做主机模式或者将要切换为独立子机兼做主机模式时选择独立子机为切换控制子机； 在切换控制子机上改变控制字； 切换控制子机向其余子机发送模式切换指令； 各个子机回复其自身的目前状态能否切换； 当切换控制子机收到所有子机都是肯定答复后，发送切换指令以及将要切换到的模式； 包括切换控制子机在内的所有子机自行按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块； 各子机完成切换后向切换控制子机发送报告； 切换控制子机接收到所有子机报告并且其自身切换也完成后，向各个子机发送成功指令； (2)PT间隔子机兼做主机与独立子机做主机之间切换，具体过程为: 在PT间隔子机与独立子机中选择任一个作为切换控制子机，在切换控制子机上改变控制字，切换控制子机上向对方发切换指令，其余间隔子机不受影响，接收到指令后应答是否可切换，切换控制子机上收到肯定答复后，发送开始切换指令，二者同时各自按照目标运行模式结合自身地址，解锁、闭锁相应的模块，切换完成后向切换控制子机发送报告，在收到报告后发切换成功指令。
【文档编号】H02H7/22GK105977925SQ201610446959
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】陈福锋, 陈琦, 唐治国, 王永旭, 周小波, 肖明
【申请人】南京国电南自电网自动化有限公司