【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,属于电力系统智能变电站
技术介绍
根据IEC61850变电站通信网络和系统标准的描述和要求,智能变电站综合自动化系统的设备根据其功能按过程层、间隔层、站控层三层分层布置。从长远看,变电站网络结构将分三个阶段逐步改进,即点对点模式、过程层总线模式、站级总线即“三网合一”方式。在智能变电站网络中,保护测控装置等继电保护设备需要对接入装置的跨间隔设备的电压电流实现同步采集和处理,如主变保护、母线保护、故障录播装置均需要各个输入的采样数据同步,其对于一次设备故障的识别和处理以及信息的准确记录也显得尤为重要。由于受到采样值组网同步技术成熟度和稳定度的限制,目前的工程应用中,多采用站控层MMS网络、SV采样值网络、GOOSE网络分层独立配置的方案,采样值传输多采用点对点直采的方式,GOOSE多采用点对点直跳和网络跳闸控制并存的方案;其中,基于全局同步采样值组网传输的过程层总线方案以及“三网合一”方案有少量试点应用,尚未大量工程化应用。当采样值组网传输时,继电保护设备会将各自的报文都发送到网络交换机上;由于单路采样值数据报文流量一般大于3Mb/s,在电压电流采样间隔较多即采样值输出设备间隔较多时,在网络交换机单个端口上的瞬时数据流量巨大,单个交换机端口上的流量可能大于50Mb/s。现有的保护测控装置以及故障录播装置等继电保护设备,需要同时接收处理大流量的以太网报文数据,以典型三卷变间隔为例,当设备接入的采样值间隔为8个时,单个以太网接口上的流量就将达到25Mb/s。如采样值报文不经处理,直接送由主CPU ...
【技术保护点】
一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:包括:多路以太网接口模块:包含多个以太网硬件接口,接入由智能终端设备、合并单元设备、继电保护设备组成的三网合一交换机网络中,获取网络上传输的各类报文数据;以太网帧预处理IP核模块:在FPGA内编程实现,支持SV采样值报文、GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的按帧类型的分类接收预处理和缓存,同时支持GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的缓存和发送;自适应多路采样值数据同步模块:实现多路跨间隔采样值数据经过网络传输后的数据同步和数据窗插值计算;数据接收和处理模块:接收GOOSE数据缓冲区、站控层MMS数据缓冲区、PTP数据缓冲区以及SV采样值缓冲区来的GOOSE报文、MMS报文、PTP报文、SV采样值报文缓存数据,实现继电保护装置的保护、测控、计量、联闭锁功能,标准通讯响应的处理和响应,实现智能变电站的继电保护及信息自动化;同时,由主DSP负责编码,将相关GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文按照各自报文帧数据的优先级和顺序要求发送出去。
【技术特征摘要】
1.一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:包括:多路以太网接口模块:包含多个以太网硬件接口,接入由智能终端设备、合并单元设备、继电保护设备组成的三网合一交换机网络中,获取网络上传输的各类报文数据;以太网帧预处理IP核模块:在FPGA内编程实现,支持SV采样值报文、GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的按帧类型的分类接收预处理和缓存,同时支持GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文的缓存和发送;自适应多路采样值数据同步模块:实现多路跨间隔采样值数据经过网络传输后的数据同步和数据窗插值计算;数据接收和处理模块:接收GOOSE数据缓冲区、站控层MMS数据缓冲区、PTP数据缓冲区以及SV采样值缓冲区来的GOOSE报文、MMS报文、PTP报文、SV采样值报文缓存数据,实现继电保护装置的保护、测控、计量、联闭锁功能,标准通讯响应的处理和响应,实现智能变电站的继电保护及信息自动化;同时,由主DSP负责编码,将相关GOOSE报文、站控层MMS报文及PTP报文按照各自报文帧数据的优先级和顺序要求发送出去。2.根据权利要求1所述的一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:所述三网合一交换机网络中包含SV采样值报文,GOOSE报文,站控层MMS报文,PTP报文以及以太网普通报文;各合并单元设备按自有节拍发送SV采样值报文,智能终端设备按照标准要求发送和接收相应的GOOSE报文,同时继电保护设备不仅接收SV采样值报文,与智能终端设备进行快速GOOSE通讯,也与站内通讯管理机和后台间以MMS报文进行通讯,实现站内自动化。3.根据权利要求1所述的一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:所述多个以太网硬件接口功能等同,每个以太网硬件接口均具备按配置接收三网合一网络中各类报文帧数据的能力。4.根据权利要求3所述的一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:所述多个以太网硬件接口能同时接入同一三网合一网络中,实现单装置的分类数据分别接入;或者接入不同的三网合一网络中,组成冗余网络,以适应现场三网合一、分立组网、直采直跳各类组网工程应用的需要。5.根据权利要求1所述的一种支持三网合一网络的数字式继电保护装置,其特征在于:所述以太网帧预处理IP核模块,能根据采样值帧对应的主时钟设备配置自动扩展多个PTP从钟接口,各从钟一一对应,固定跟踪某个采样值输...
【专利技术属性】
技术研发人员:澄,汪冬亮,陈颢,陆玉军,王伏亮,何菲,葛永高,朱洁,王宁,宁艳,张方云,包正君,朱足君,
申请(专利权)人:江苏方天电力技术有限公司,国网江苏省电力公司泰州供电公司,国网江苏省电力公司,国家电网公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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