具有时延管理功能的广域保护系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种具有时延管理功能的广域保护系统。属于电力系统的通信及 保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 广域保护系统指的是将紧密关联的若干变电站作为一个区域，区域内的各保护装 置通过光纤互联，通过信息共享，根据网络拓扑结构，快速定位故障点，智能的对区域电网 进行保护与控制。
[0003] 目前，广域保护控制可定义为依赖电力系统多点的信息，对故障进行快速、可靠、 精确的切除，同时分析故障切除对系统安全稳定运行的影响，并采取相应的控制措施，可 提高输电线可用容量或系统可靠性，同时实现继电保护和自动控制功能的系统。
[0004] 广域保护系统可以分为2类：
[0005] 一类是利用广域信息，主要具有安全监视、控制、稳定边界计算及状态估计等功 能，其侧重点在广域信息的利用和安全功能的实现。
[0006] 另一类则是利用广域信息，完成继电保护功能。在故障条件下实时获得故障线路 的电流，根据电网运行方式自动计算实时分支系数和距离保护的整定值。
[0007] 广域保护控制系统定位于常规保护及SCADA/EMS之间的系统保护控制手段，其动 作时间范围在IOOms-IOOs之间。
[0008] 广域保护作为常规线路主保护的后备保护使用时，广域保护启动时间要求比常规 线路主保护动作时间慢，状态量信息以及控制命令信息通信通道端到端时延（含光缆时 延）不超过15ms。
[0009] 广域保护作为常规线路主保护使用时，应满足电流差动保护通信时延要求，通信 通道端到端时延（含光缆时延）不超过12ms。
[0010] 广域保护系统通信网络现状为2M专线网络，将来根据数据网络技术发展，可采用 数据网络方式。
[0011] 现有的SDH通信网络不支持通道时延监测与管理功能，现有的数据网络也不支持 通道时延监测与管理功能。
[0012] 承载广域保护系统，当网络通道路径发生变化时，无法提供保证有效时延的通道， 无法提供通道时延信息与告警信息。 【实用新型内容】
[0013] 本实用新型的目的，是为了提供一种具有时延监测与管理功能的广域保护系统。 所述系统能够弥补了目前通信网络功能的不足，使得通信通道的时延可测、可管、可控，包 括广域保护系统通信设备时间信号采集功能、时标传输功能、时间对比功能、时延监测功 能、通道时延反馈控制功能、网管时延告警功能，这些功能的组合共同完成了基于外部时间 信号的广域保护系统通信网络通道时延管理功能。
[0014] 本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0015] 具有时延管理功能的广域保护系统，包括发端通信设备A和收端通信设备B，其特 征在于：发端通信设备A包括发端时间信号采集模块和时标传输模块，所述发端时间信号 采集模块设有时间同步信号输入端以外接时间同步信号，发端时间信号采集模块的输出端 连接时标传输模块的输入端，时标传输模块的输出通过通信通道连接收端通信设备B的一 个输入端；收端通信设备B包括收端时间信号采集模块、时间对比模块、时延监测及通道控 制和告警模块，时延监测及通道控制和告警模块具有通道时延反馈控制输出端和网管时延 告警输出端，时间对比模块的输入端之一通过通信通道连接发端通信设备A的输出端，收 端时间信号采集模块设有时间同步信号输入端以外接时间同步信号，收端时间信号采集模 块的输出端连接时间对比模块的输入端之二，时间对比模块的输出端连接时延监测及通道 控制和告警模块的输入端，时延监测及通道控制和告警模块的输出端之一输出通道时延反 馈控制信号，时延监测模块的输出端之二输出网管时延告警信号；通过发端通信设备A和 收端通信设备B接收外部时间信号输入，实现广域保护系统通信网络通道的时延管理。
[0016] 本实用新型的目的还可以通过采取如下技术方案达到：
[0017] 进一步的技术改进方案是，发端时间信号采集模块和发端时间信号采集模块组合 在一起，构成一体式时间信号采集模块；所述一体式时间信号采集模块包括IRIG-B信号处 理单元、IEEE1588信号处理单元和时间比对稳定单元，IRIG-B信号处理单元设有IRIG-B信 号输入端和IEEE1588信号输入端，IIRIG-B信号处理单元的信号输出端连接时间对比稳定 单元的信号输入端之一，IEEE1588信号处理单元的信号输出端连接时间对比稳定单元的信 号输入端之二，时间对比稳定单元的时钟输入端连接本机晶体钟输入信号，时间对比稳定 单元的信号输出端输出精确时间信号到时标传输模块的输入端或者输出精确时间信号到 时间对比模块的信号输入端。
[0018] 进一步的技术改进方案是，时标传输模块包括时间标签生成单元、SDHVC12适配单 元、和时间标签报文插入单元，时间标签生成单元的信号输入端连接接收精确时间信号、构 成时标传输模块的信号输入端，时间标签生成单元的输出端之一连接SDHVC12适配单元的 信号输入端、输出定时时间标签，时间标签生成单元的输出端之二连接时间标签报文插入 单元的信号输入端、输出时间标签；SDHVC12适配单元的信号输出端通过SDH网络时隙通道 接口连接SDH网络通道、输出VC12时间业务，时间标签报文插入单元的I/O端口通过数据 网络业务接口连接数据网络通道、输出带时标数据报文及接收不带时标报文。
[0019] 进一步的技术改进方案是，时间对比模块包括SDHVC12解帧单元、时间标签报文 插入单元和时间对比差值单元，SDHVC12解帧单元的信号输入端通过SDH网络时隙通道接 口接收VCl2时间业务信号、输出端连接时间对比差值单元的输入端之一，输出时间标签信 号；时间标签报文插入单元的I/O端口通过数据网络业务接口连接数据网络通道，接收带 时标数据报文信号及返回不带时标报文信号，时间标签报文插入单元的输出端连接时间对 比差值单元的输入端之二，输出时间标签信号；时间对比差值单元的输入端之三连接时间 信号采集模块B的信号输出端，接收精确时间信号；时间对比差值单元的信号输出端连接 时延监测及通道控制和告警模块的信号输入端，输出通道时延信息。
[0020] 进一步的技术改进方案是，时延监测及通道控制和告警模块包括时延监测及结果 生成单元、通道控制命令产生单元，时延监测及结果生成单元的输入端之一连接时间对比 模块的信号输出端、接收通道时延信息，时延监测及结果生成单元的输入端之二为人工控 制信号输入端、接收网管输入时延门限参数，时延监测及结果生成单元的输出端之一连接 通道控制命令产生单元的输入端之一、输出通道控制信号，时延监测及结果生成单元的输 出端之二输出网管时延告警信号；通道控制命令产生单元的输入端之二为人工控制信号输 入端、输入网管输入通道控制策略参数，通道控制命令产生单元的输出端之一输出通道中 断控制信号、输出端之二输出通道倒换控制信号。
[0021] 本实用新型具有如下突出的有益效果：
[0022] 1、本实用新型包括广域保护系统通信设备时间信号采集功能、时标传输功能、时 间对比功能、时延监测功能、通道时延反馈控制功能、网管时延告警功能，这些功能的组合 共同完成了基于外部时间信号的广域保护系统通信网络通道时延管理功能；本实用新型具 有同时适用于专线通信网络和数据通信网络、机制简单实现容易的特点，弥补了目前通信 网络功能的不足，使得通信通道的时延可测、可管、可控；应用本实用新型保证了广域保护 系统装置在有效时延内进行通信，保障了系统的快速动作时间。
[0023] 2、本实用新型所用的通信设备通道时延反馈控制模块，根据通道时延监测结果， 对通信通道进行反馈控制，包括中断通道、更改新通道路径等，提供时延有效的通信通道承 载广域保护系统通信数据。
[0024] 3、本实用新型所用的通信设备网管时延告警功能单元，根据通道时延监测结果， 对网管提供时延变化告警、时延越界预告警、时延越界告警等，提供运维管理人员网络性能 与状态信息，为人工干预管理提供条件。
[0025] 4、本实用新型具有同时适用于专线通信网络和数据通信网络、机制简单实现容易 的特点，使得通信通道的时延可测、可管、可控；应用本实用新型保证了广域保护系统装置 在有效时延内进行通信，保障了系统的快速动作时间。
【附图说明】
[0026] 图1为通信网络通道时延管理模块的结构框图。
[0027] 图2为时间信号采集模块的结构框图。
[0028] 图3为时标传输模块的结构框图。
[0029] 图4为时间对比模块的结构框图。
[0030]图5为时延监测、通道反馈控制、网管告警模块的结构框图。
[0031] 图6为通道时延/时延抖动的计算原理图。
[0032] 图7为通道时延/时延抖动的分层检测原理图。
[0033] 具体实现方式
[0034] 下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0035] 参照图1，本实用新型具体实施例涉及的具有时延管理功能的广域保护系统，包括 发端通信设备A和收端通信设备B，发端通信设备A包括发端时间信号采集模块和时标传 输模块，所述发端时间信号采集模块设有时间同步信号输入端以外接时间同步信号，发端 时间信号采集模块的输出端连接时标传输模块的输入端，时标传输模块的输出通过通信通 道连接收端通信设备B的一个输入端；收端通信设备B包括收端时间信号采集模块、时间对 比模块、时延监测及通道控制和告警模块，时延监测及通道控制和告警模块具有通道时延 反馈控制输出端和网管时延告警输出端，时间对比模块的输入端之一通过通信通道连接发 端通信设备A的输出端，收端时间信号采集模块设有时间同步信号输入端以外接时间同步 信号，收端时间信号采集模块的输出端连接时间对比模块的输入端之二，时间对比模块的 输出端连接时延监测及通道控制和告警模块的输入端，时延监测及通道控制和告警模块的 输出端之一输出通道时延反馈控制信号，时延监测模块的输出端之二输出网管时延告警信 号；通过发端通信设备A和收端通信设备B接收外部时间信号输入，实现广域保护系统通信 网络通道的时延管理。
[0036] 参照图2,作为实施方式的进一步改进，发端时间信