一种提高纵差保护性能的编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统继电保护领域，尤其涉及一种提高差动保护误码容忍率的编 码方法。
【背景技术】
[0002] 高压超高压线路的主保护一般采用利用双端量的纵联保护。线路差动保护具有原 理简单、动作速度快、灵敏度高、具有天然的选相能力、不受系统振荡、弱馈等运行方式影响 等诸多优点，已成为线路主保护的首选。差动保护常用的突变量瞬时值差动继电器、稳态量 差动继电器和零序差动继电器，需要实时交换线路两侧的三相采样电压值、三相电流采样 值、同步计算用到的采样标号和差动逻辑判断需要用到的各种开关量，其一帧编码将超过 四十五个字节，数据传送量较大，占空比大，相同误码率情况下误帧率较高，因此差动保护 对光纤通道质量要求很高。差动保护一般要求通道误码率小于10E-6,有的厂家差动保护在 误码大于10-7的情况下就无法正常出口了。部分保护厂家一帧误码或丢失一帧，差动保护 要延时一个数据窗长动作，装置不告警；连续丢失两帧，差动保护闭锁三个周波后再开放； 严重误码后，需要通道恢复正常收发，连续IOs都无严重误码后才能重新开放差动保护。特 别是光纤差动保护运用于复用通道后，复用通道涉及光电转换、电光转换的环节，且通道中 继节点多，当光缆线路受到外力破坏、接触不良、设备故障等异常条件，误码出现的频率就 更高。在通道运行环境较恶劣的场合，如容易遭受台风、冰灾等气候的环境中，光纤通道通 信质量下降，通道误码率也大大增加。当误码率较高时，差动保护可能频繁退出，期间若有 区内故障，将造成差动拒动或延时动作。同时由于差动保护退出一定时间再恢复后要有一 个同步再恢复的过程，这个重新同步的过程需要消耗一到两个周波，导致保护退出时间较 长。
[0003] 相比差动保护，纵联距离保护的原理决定了其存在抗过渡电阻能力低、受系统振 荡影响大、跨线故障选相困难等问题。但其优点是对通道的要求较低，仅需传送简单的开关 量，受误码影响相对较小。即使通道异常导致纵联保护退出时，通道恢复后马上就能时投入 使用，不需要经过重新同步的过程，因此对通道误码的容忍能力强，通道故障主保护退出时 间短。纵联保护另一个优点是支持单向工作方式，即一个方向的光纤异常（如断开），另一 个方向的纵联保护可以照常工作，这点对于需要双向同步调整的差动保护是无法比拟的。
[0004] 综上，差动保护在保护原理上有优势，但对通道要求高。纵联保护原理不如差动保 护优越，但对通道要求较低，更能适应复杂通道的场合。但是目前尚没有一种既具备保护原 理先进性，同时又对通道要求较低的线路保护原理可供使用。
[0005] 为将差动和纵联保护优势互补，目前较普遍的做法是在一个保护装置中集成这两 种保护，在光差保护中集成适用于载波或公网光纤通道的纵联距离保护。这种做法确保了 通道异常导致差动保护退出情况下，仍能有纵联保护完成全线速动，其缺点是增加了第二 路信道的投资和维护成本。而且两个保护切换是有延时的，如果在切换过程中发生故障，可 能导致保护拒动。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的是：提出一种差动和纵联保护集成编码方法，将差动和纵联集 成编码为一整帧数据，采用硬件CRC校核方式，校核整个集成帧的有效性，另给纵联帧增加 一个软件CRC校核，使得差动信息编码无效时，纵联信息编码仍然可能有效，同时线路两端 纵联和差动保护交互信息可共用一个通道，而无需额外增加通道投资成本。
[0007] 本发明技术方案如下：
[0008] 一种提高纵差保护误码容忍率的编码方法，包括以下步骤，
[0009] (1)将差动计算所需（同步）米样标号、二相电流米样值、二相米样电压值、二相电 流实虚部、三相电压实虚部、差动开关量生成差动信息编码；
[0010] ⑵将纵联开关量进行信息编码，生成纵联开关量信息编码；
[0011] (3)对纵联开关量信息编码生成软件CRC编码（CRC-CCITT编码）；
[0012] (4)将由纵联开关量信息编码和软件CRC编码组成的纵联信息集成编码放入差动 ?目息编码之后；
[0013] (5)对差动信息编码和纵联信息集成编码生成硬件CRC校核；
[0014] (6)按HDLC协议添加7Ε帧头和7Ε帧尾发送集成信息编码（差动和纵联集成编码 帧）。
[0015] 较优地，步骤（3)对纵联开关量信息编码生成软件CRC编码，具体包括以下步骤：
[0016] (301)将纵联开关量信息编码的信息序列末尾补16个0,组成扩展信息序列；
[0017] (302)将所有寄存器的初始值置为0 ;
[0018] (303)寄存器右移一位，高位移出至标志位，低位移入信息位；
[0019] (304)判断（303)中的标志位是否为1，若为1，则将寄存器和生成多项式的低16 位异或值赋给寄存器，否则，转到步骤（305);
[0020] (305)判断扩展信息序列是否全部输入，若全部输入，则结束，否则转到（303)。
[0021] (306)运算结束后，寄存器中的值为软件CRC校验码（所要求的余数）。
[0022] 采用上述提高纵差保护误码容忍率的编码方法，生成的差动和纵联保护集成编码 帧的帧结构如表1，差动和纵联集成编码帧共54个字节：
[0023] 表1差动和纵联保护集成编码帧
[0024]
【主权项】
1. 一种提高纵差保护误码容忍率的编码方法，其特征在于：包括以下步骤， Sl，将采样标号、三相电流采样值、三相采样电压值、三相电流实虚部、三相电压实虚 部、差动开关量生成差动信息编码； 52, 将纵联开关量进行信息编码，生成纵联开关量信息编码； 53, 将纵联开关量信息编码生成软件CRC编码； 54, 将由纵联开关量信息编码和软件CRC编码组成的纵联信息集成编码放入差动信息 编码之后； 55, 对差动信息编码和纵联信息集成编码生成硬件CRC校核； 56, 按HDLC协议添加帧头和帧尾发送集成信息编码。
2. 根据权利要求1所述的提高纵差保护性能的编码方法，其特征在于，当差动信息编 码和纵联信息集成编码生成的硬件CRC校核通过时，差动保护信息有效，参与计算和逻辑 判断。
3. 根据权利要求1所述的提高纵差保护性能的编码方法，其特征在于，当硬件CRC校核 出错时，若软件CRC通过时，纵联信息码有效，纵联逻辑计算和判断有效；当软件CRC、硬件 CRC均出错时，整帧数据不可用，差动和纵联保护均退出。
4. 根据权利要求1所述的提高纵差保护性能的编码方法，其特征在于，差动保护和纵 联保护两侧交互的信息共用一个信道。
5. 根据权利要求1所述的提高纵差保护性能的编码方法，其特征在于，所述步骤S3对 纵联开关量信息编码生成软件CRC编码，具体包括以下步骤： (301) 将纵联开关量信息编码的信息序列末尾补16个0,组成扩展信息序列； (302) 将所有寄存器的初始值置为0 ; (303) 寄存器右移一位，高位移出至标志位，低位移入信息位； (304) 判断（303)中的标志位是否为1，若为1，则将寄存器和生成多项式的低16位异 或值赋给寄存器，否则，转到步骤（305); (305) 判断扩展信息序列是否全部输入，若全部输入，则结束，否则转到（303); (306) 运算结束后，寄存器中的值为软件CRC校验码。
【专利摘要】本发明公开了一种提高纵差保护误码容忍率的编码方法，包括以下步骤，S1，将采样标号、三相电流采样值、三相采样电压值、三相电流实虚部、三相电压实虚部、差动开关量生成差动信息编码；S2，将纵联开关量进行信息编码，生成纵联开关量信息编码；S3，对纵联开关量信息编码生成软件CRC编码；S4，将由纵联开关量信息编码和软件CRC编码组成的纵联信息集成编码放入差动信息编码之后；S5，对差动信息编码和纵联信息集成编码生成硬件CRC校核；S6，按HDLC协议添加帧头和帧尾发送集成信息编码，采用本发明的编码方法，提高了差动保护的误码容忍率。
【IPC分类】H04L1-00
【公开号】CN104579561
【申请号】CN201410812347
【发明人】孙月琴, 叶远波, 苏理, 程小平, 姚刚, 黄向前, 王栋, 王海港, 彭和平, 洪丰
【申请人】国电南瑞科技股份有限公司, 国家电网公司, 国网安徽省电力公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日