一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法与流程

本发明涉及一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，属于通信数据传输。

背景技术：

1、35kv及以下电网系统大多采用中性点非有效接地方式，即不接地系统或经消弧线圈接地，发生故障时，其故障电流为系统的电容电流，只会经接地电容形成小电流回路。如不及时处理随着电气设备绝缘能力的下降和故障时间的增加，很可能会导致更严重的电气故障，应快速选出故障线路并进行处理，根据线路故障时暂态信息和稳态信息来判断是否为故障线路。暂态信息的获取要求装置具备高速采样率，需达到4000点/秒及以上。

2、现有纵联电流差动保护装置光纤通信数据采取逐点传输方案，传输速率为2mbit/秒，编码格式采用1b4b，有效数据传输速率为1mbit/秒，保护装置光纤通道能逐点传输的最大帧长为(1024*1024/采样频率)bit，由此可见，采样率的提升会限制逐点传输的最大数据长度，导致最大帧长无法满足高采样率下将电压电流采样点逐点传输的需求。例如当采样率为4800点/秒时，通道传输的最大帧长为218bit，而纵联电流差动保护通信帧包括同步信息、电压电流采样点、状态信息、其他数据及校验crc信息，帧长度都大于218bit，如目前常用的纵联电流差动保护装置为392bit，导致无法完成纵联电流差动保护所需数据的有效传输。

3、因此，需要研究一种适合高采样率下纵联电流差动保护所需的有效数据传输通信方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，以解决现有逐点传输方案无法满足高采样率下纵联电流差动保护所需数据的有效传输的问题。

2、为实现上述目的，本发明中的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法采用如下技术方案：

3、一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，根据纵联电流差动保护装置的采样频率n点/秒、纵联电流差动光纤通道的通信速率m帧/秒，使得每间隔[n/m]点传输一次纵联电流差动保护数据，即每[n/m]个采样数据执行一次光差通信任务并完成组帧解帧，使纵联电流差动光纤通道传输有效数据的最大帧长扩充到原来的[n/m]倍。

4、上述技术方案的有益效果在于：本发明开拓性地提出了一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，相比现有技术中的逐点传输方案，本发明根据纵联电流差动保护装置的采样频率n点/秒、纵联电流差动光纤通道的通信速率m帧/秒，使得每间隔[n/m]点传输一次纵联电流差动保护数据，也即每[n/m]个采样数据执行一次光差通信任务并完成组帧解帧，从而使纵联电流差动光纤通道传输有效数据的最大帧长扩充到原来的[n/m]倍，进而能够满足高采样率下纵联电流差动保护所需数据的有效传输。

5、进一步地，纵联电流差动保护有效数据采用抽点压缩，具体组帧过程为：电压电流模拟量采样点使用当前采样点和前推隔一个的采样点共两点数据进行打包，同步信息、状态量信息及其他数据采用当前最新数据进行组帧。

6、上述技术方案的有益效果在于：模拟量数据打包，状态量数据使用当前最新数据，优化组帧过程。

7、进一步地，纵联电流差动保护有效数据解帧过程为：本侧接收数据后，在解帧环节，先读取采样缓冲区上次光差接收中断存储的最新采样点(x0)；解析报文数据，根据当前采样指针存储第1个点数据(x1)及第3个点的数据(x3)；根据x0、x1、x3，使用插值公式计算第2个点的数据(x2)并存储到当前采样通道缓冲区；其他数据将当前接收到的最新数据存储到对应的缓冲区。

8、上述技术方案的有益效果在于：方便进行解帧。

9、进一步地，使用的插值公式为：

10、上述技术方案的有益效果在于：计算简单。

11、进一步地，传输过程中出现异常误码或丢帧采样点丢帧处理措施为：采样循环缓冲区对丢帧数据置无效位，当丢1帧数据即[n/m]点无效，为了避免光纤通道数据传输异常导致差动保护不能正确动作，使用插值法将[n/m]点进行采样修复后存入当前采样通道缓存并清除无效位置已修复位。

12、上述技术方案的有益效果在于：通过修复保证接收数据完整性。

13、进一步地，插值修复具体过程为：若采样循环缓冲区存储接收数据中的第n帧数据无效，其前后相邻第(n-1)、第(n+1)两帧数据有效，其中第n帧数据包括x(k)、x(k+1)、x(k+2)，第(n-1)帧数据包括x(k-3)、x(k-2)、x(k-1)，第(n+1)帧数据包括x(k+3)、x(k+4)、x(k+5)，则第n帧数据使用线性插值法分别计算得到：

14、

15、上述技术方案的有益效果在于：使用线性插值法进行计算修复，计算简单。

16、进一步地，当连续丢2帧，则无效位保留。

技术特征：

1.一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，根据纵联电流差动保护装置的采样频率n点/秒、纵联电流差动光纤通道的通信速率m帧/秒，使得每间隔[n/m]点传输一次纵联电流差动保护数据，即每[n/m]个采样数据执行一次光差通信任务并完成组帧解帧，使纵联电流差动光纤通道传输有效数据的最大帧长扩充到原来的[n/m]倍。

2.根据权利要求1所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，纵联电流差动保护有效数据采用抽点压缩，具体组帧过程为：电压电流模拟量采样点使用当前采样点和前推隔一个的采样点共两点数据进行打包，同步信息、状态量信息及其他数据采用当前最新数据进行组帧。

3.根据权利要求1或2所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，纵联电流差动保护有效数据解帧过程为：本侧接收数据后，在解帧环节，先读取采样缓冲区上次光差接收中断存储的最新采样点(x0)；解析报文数据，根据当前采样指针存储第1个点数据(x1)及第3个点的数据(x3)；根据x0、x1、x3，使用插值公式计算第2个点的数据(x2)并存储到当前采样通道缓冲区；其他数据将当前接收到的最新数据存储到对应的缓冲区。

4.根据权利要求3所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，使用的插值公式为：

5.根据权利要求1或2所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，传输过程中出现异常误码或丢帧采样点丢帧处理措施为：采样循环缓冲区对丢帧数据置无效位，当丢1帧数据即[n/m]点无效，为了避免光纤通道数据传输异常导致差动保护不能正确动作，使用插值法将[n/m]点进行采样修复后存入当前采样通道缓存并清除无效位置已修复位。

6.根据权利要求5所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，插值修复具体过程为：若采样循环缓冲区存储接收数据中的第n帧数据无效，其前后相邻第(n-1)、第(n+1)两帧数据有效，其中第n帧数据包括x(k)、x(k+1)、x(k+2)，第(n-1)帧数据包括x(k-3)、x(k-2)、x(k-1)，第(n+1)帧数据包括x(k+3)、x(k+4)、x(k+5)，则第n帧数据使用线性插值法分别计算得到：

7.根据权利要求5所述的适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，其特征在于，当连续丢2帧，则无效位保留。

技术总结
本发明提供了一种适用于高采样率的纵联差动保护光纤通道传输方法，属于通信数据传输技术领域。传输方法是根据纵联电流差动保护装置的采样频率N点/秒、纵联电流差动光纤通道的通信速率M帧/秒，使得每间隔[N/M]点传输一次纵联电流差动保护数据，即每[N/M]个采样数据执行一次光差通信任务并完成组帧解帧，使纵联电流差动光纤通道传输有效数据的最大帧长扩充到原来的[N/M]倍。相比现有技术中的逐点传输方案，本发明纵联电流差动保护有效数据采用抽点压缩，扩大了传输有效数据最大帧长，能够满足高采样率下纵联电流差动保护所需数据的有效传输。

技术研发人员：孔晓民,赵呈轩,许云龙,赵彪,原琳,赵晓铎,冯广杰,苏亚昕,侯思祯,孔萌,朱若松,游建军,方正
受保护的技术使用者：许继电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12