专利名称：电力系统广域保护故障录波方法
技术领域：
本发明属于电力系统中继电保护监控领域，特别是电力系统广域保护故障录波方法。
背景技术：
传统的三道防线的思想是我国电力工作者对电力技术的重要贡献，保证了我国相对薄弱的电网长期安全稳定运行。之所以这样对一个统一的大型电网采用三道相对独立的防线来保证其安全稳定运行，主要是受到通信及硬件水平的限制。一方面，传统电网控制系统采用了分散、相对独立的控制模式，在控制性能上受到了一定的影响，为此需要用更加复杂的保护及控制原理来进行弥补；另一方面，由于绝大部分采用传统模拟量的采样技术，各保护装置采集到的模拟量不能实现共享，前置计算结果也不能共享，造成了每套继电保护、 失步解列、稳定控制等装置必须采用独立的硬件系统，造成重复投资，运行维护工作量大幅度增加，传统三道相对独立的防线之间也缺乏更加紧密的信息交换，削弱了对整个电网的协同控制能力。随着越来越多数字化变电站的建设、通信技术的飞速发展，以及电力光纤通信网的推广应用，已经具备了建设基于实时广域信息的广域智能控制系统的物质条件。针对广域保护故障录波而言，主要有如下几点差异1.相比对传统保护故障录波，广域保护故障录波处理的是网络报文数据；2.广域保护故障录波处理的是多间隔、大规模数据，对处理芯片有很高要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种广域保护故障录波方法，获得符合C0MTRADE格式的故障录波文件，可广泛适用于不同广域电网保护故障录波，而且录波结果精确可靠。本发明通过以下技术方案实现的
一种广域保护故障录波方法，包括使用合并单元、智能控制单元为网络报文数据源， 故障录波处理是通过电网广域智能控制主机的多个网络输入输出处理模块作为网络报文数据的处理单元，分别对不同合并单元发出的IEC61850-9-2报文和智能控制单元发出的 GOOSE报文进行解码，形成基于SmpCnt同步方法的采样点和开关量信息，再发送给通信处理模块，形成符合C0MTRADE格式的故障录波文件，其特征在于包括以下步骤 (1).将合并单元、智能控制单元分别通过光纤口连接至过程层交换机端口 ； ⑵.过程层交换机通过多模光纤连接至广域智能控制主机多个输入输出处理模块的光纤端口 ；
⑶.多个输入输出处理模块分别对接收的IEC61850-9-2报文、GOOSE报文进行解码； (4).多个输入输出处理模块分别进行重采样计算，形成基于SmpCnt同步原理的采样点与开关量；具体方法如下多个输入输出处理模块按照统一的基准时间，每隔0. 833ms获取对应的模拟量与开关量；对于模拟量，首先获取IEC61850-9-2报文中的数据成员 SmpCnt, SmpCnt在0到3999之间循环，每隔0. 25ms递增一次；找出离统一基准时间最近的 1个SmpCnt或者2个SmpCnt，如果基准时间是0，那么对应最近的SmpCnt是0，如果基准时间是0. 83:3ms，那么对应最近的SmpCnt是3和4 ；再次，如果SmpCnt对应时间与基准时间相等，那么获取那帧报文中模拟量值，如果基准时间介于两个SmpCnt之间，那么分别获取两帧报文中的模拟量值，并且线性插值出基准时间对应的模拟量值，这样多个输入输出模块就可获得基于基准时间的模拟量值。对于开关量，取离基准时间最近的GOOSE报文，获取对应的开关量；
(5).多个输入输出处理模块通过内部千兆交换机将模拟量与开关量发送给通信处理模块；
(6)通信处理模块统一综合各间隔采样点与开关量，形成符合C0MTRADE格式的故障录波文件。判断是否IEC-61850-9-2协议的报文；如是则解码，如否则进入是否GOOSE协议的报文；解码后重采样计算，并形成基于SMPCNT的采样点信息，发送到通信模块并形成符合 C0MTRADE格式的故障录波文件。如是GOOSE协议的报文；解码后形成开关量信息，发送到通信模块并形成符合 C0MTRADE格式的故障录波文件。C0MTRADE是IEEE标准电力系统暂态数据交换通用格式。标准为电力系统或电力系统模型采集到的暂态波形和事故数据的文件定义的一种格式。本发明使用合并单元、智能控制单元，通过电网广域智能控制主机的多个网络输入输出处理模块，分别对不同间隔合并单元发出的IEC61850-9-2报文和智能控制单元发出的GOOSE报文进行解码，形成基于SmpCnt同步原理的采样点和开关量信息，再通过发送给通信处理模块，最终形成统一的符合C0MTRADE格式的故障录波文件。本发明的故障录波方法，基于SmpCnt同步原理、采用分布式处理，可以精确、真实地形成故障录波文件；而且， 本录波方法通用性、扩展性强，能够适应不同网络结构的电网。本发明的优点和有益效果为广域保护故障录波方法基于SmpCnt同步原理，采用分布式处理，多个模块协同工作，形成的符合C0MTRADE格式的录波文件。能够大大降低了每个CPU处理负荷，提高系统的整体负载处理能力，同时由于采用分布式处理，提高了对不同网络结构电网的适应能力，可扩展性强。
图1为本发明广域录波方法所使用的系统结构示意图； 图2为本发明中广域录波方法的流程图。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。一种广域保护故障录波方法，包括使用合并单元、智能控制单元为实验源，形成符合C0MTRADE格式的故障录波文件的步骤。本录波方法的创新之处为还包括以下步骤(1).将合并单元、智能控制单元分别通过光纤口连接至过程层交换机端口 ； ⑵.过程层交换机通过多模光纤连接至广域智能控制主机多个输入输出处理模块的光纤端口 ；
⑶.多个输入输出处理模块分别对接收的IEC-61850-9-2报文、GOOSE报文进行解码； (4).多个输入输出处理模块按照统一的基准时间，每隔0. 833ms获取对应的模拟量与开关量。对于模拟量，首先获取IEC61850-9-2报文中的数据成员SmpCnt，SmpCnt在0到 3999之间循环，每隔0. 25ms递增一次；找出离统一基准时间最近的1个SmpCnt或者2个 SmpCnt,如果基准时间是0，那么对应最近的SmpCnt是0，如果基准时间是0. 83:3ms，那么对应最近的SmpCnt是3和4 ；再次，如果SmpCnt对应时间与基准时间相等，那么获取那帧报文中模拟量值，如果基准时间介于两个SmpCnt之间，那么分别获取两帧报文中的模拟量值， 并且线性插值出基准时间对应的模拟量值，这样多个输入输出模块就可获得基于基准时间的模拟量值。对于开关量，取离基准时间最近的GOOSE报文，获取对应的开关量。
(5).多个输入输出处理模块通过内部千兆交换机将采样点与开关量发送给通信处理模块；
(6).通信处理模块统一综合各间隔模拟量与开关量，这些模拟量与开关量按照基准时间，彼此顺序间隔0.83:3ms。首先形成Cre文件，该文件包含各模拟量、开关量描述说明， 录波点数，相距间隔、形成时间等；再次形成DAT文件，该文件具体包含各个基准时间的模拟量值和开关量值；最后形成HDR文件，该文件包含制造厂商等一般信息，这样就形成符合 C0MTRADE格式的故障录波文件。CFG文件仅仅是保存用户的设置的一种文件类型。DAT 文件，可以按照扩展名来看就是DATA的意思，即数据文件；HDR文件是指高动态范围文件。
权利要求
1.一种广域保护故障录波方法，其特征在于包括使用合并单元、智能控制单元为网络报文数据源，故障录波处理是通过电网广域智能控制主机的多个网络输入输出处理模块作为网络报文数据的处理单元，分别对不同合并单元发出的IEC61850-9-2报文和智能控制单元发出的GOOSE报文进行解码，形成基于SmpCnt同步方法的采样点和开关量信息，再发送给通信处理模块，形成符合C0MTRADE格式的故障录波文件，包括以下步骤(1).将合并单元、智能控制单元分别通过光纤口连接至过程层交换机端口 ；⑵.过程层交换机通过多模光纤连接至广域智能控制主机多个输入输出处理模块的光纤端口 ；⑶.多个输入输出处理模块分别对接收的IEC61850-9-2报文、GOOSE报文进行解码；(4)多个输入输出处理模块分别进行重采样计算，形成基于SmpCnt同步原理的采样点与开关量；⑶多个输入输出处理模块通过内部千兆交换机将模拟量与开关量发送给通信处理模块；(6)通信处理模块统一综合各间隔采样点与开关量，形成符合C0MTRADE格式的故障录波文件；判断是否IEC-61850-9-2协议的报文；如是则解码，如否则进入是否GOOSE协议的报文；解码后重采样计算，并形成基于SMPCNT的采样点信息，发送到通信模块并形成符合 C0MTRADE格式的故障录波文件；如是GOOSE协议的报文；解码后形成开关量信息，发送到通信模块并形成符合 C0MTRADE格式的故障录波文件。
2.根据权利要求1所述的广域保护故障录波方法，其特征在于步骤(4)的具体方法是，多个输入输出处理模块按照统一的基准时间，每隔0. 833ms获取对应的模拟量与开关量；对于模拟量，首先获取IEC61850-9-2报文中的数据成员SmpCnt，SmpCnt在0到3999之间循环，每隔0. 25ms递增一次；找出离统一基准时间最近的1个SmpCnt或者2个SmpCnt， 如果基准时间是0，那么对应最近的SmpCnt是0，如果基准时间是0. 83:3ms，那么对应最近的 SmpCnt是3和4 ；再次，如果SmpCnt对应时间与基准时间相等，那么获取那帧报文中模拟量值，如果基准时间介于两个SmpCnt之间，那么分别获取两帧报文中的模拟量值，并且线性插值出基准时间对应的模拟量值，这样多个输入输出模块就可获得基于基准时间的模拟量值；对于开关量，取离基准时间最近的GOOSE报文，获取对应的开关量。
3.根据权利要求1所述的广域保护故障录波方法，其特征在于步骤((6)的具体方法是，通信处理模块统一综合各间隔模拟量与开关量，这些模拟量与开关量按照基准时间，彼此顺序间隔0. 833ms ；首先形成CFG文件，该文件包含各模拟量、开关量描述说明，录波点数，相距间隔和形成时间；再次形成DAT文件，该文件具体包含各个基准时间的模拟量值和开关量值；最后形成HDR文件，该文件包含制造厂商等一般信息，这样就形成符合C0MTRADE 格式的故障录波文件。
全文摘要
广域保护故障录波方法，使用合并单元、智能控制单元为网络报文数据源，故障录波处理是通过电网广域智能控制主机的多个网络输入输出处理模块作为网络报文数据的处理单元，分别对不同合并单元发出的IEC61850-9-2报文和智能控制单元发出的GOOSE报文进行解码，形成基于SmpCnt同步方法的采样点和开关量信息，再发送给通信处理模块，形成符合COMTRADE格式的故障录波文件将合并单元；智能控制单元分别通过光纤口连接至过程层交换机端口；过程层交换机通过多模光纤连接至广域智能控制主机多个输入输出处理模块的光纤端口；采用分布式处理，精确、真实地形成故障录波文件，通用性、扩展性强，能够适应不同网络结构的电网。
文档编号G01R31/00GK102539981SQ20121003574
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者刘志富, 张海彬, 王伟, 田伟 申请人:江苏金智科技股份有限公司, 黑龙江省电力有限公司