一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，属于微电网保护和控制技术领域。本发明专利技术公开的微电网区域保护控制一体化装置，实现了微电网母线及母线所接所有线路区域的保护、测控、电能质量监测一体化技术，其方法根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，并在中断中采用内存无缝切换方法，实现保护的优先级动态分配和不同优先级之间内存资源的切换。本发明专利技术解决了微电网区域保护控制一体化的难题，体现了集约化的设计思想，降低了运行和维护成本，经济环保，智能化程度高，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法
本专利技术属于微电网保护和控制
，更准确地说，本专利技术涉及一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法。
技术介绍
微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷的高可靠供给。然而，随着微电网的发展，现有的微电网保护控制技术由于每个间隔都需要配置保护、测量、电能质量监测装置，导致设备众多，设计复杂，运行和维护成本过高。因此，研究如何用一个微电网区域保护控制一体化装置实现微电网母线及该母线所接所有线路的区域保护、测控、电能质量监测的全部功能，从而减少装置数量、简化设计，就成为了一个急需解决的问题。而且，由于微电网规模不同，微电网区域保护控制一体化装置现场所接线路数目不一样。随着功能的集成化和所接线路数目的增大，现有的按照固定顺序在保护中断内完成所有线路的保护计算和逻辑判断的方法，其占用的保护中断时间长，保护出口动作的快速性受到很大影响。因此，在微电网区域保护控制一体化装置的运用中，接入线路数量的增加和保护出口动作快速性之间便构成了一组矛盾。如不能妥善地解决这一矛盾，便不能很好地实现将微电网区域内所有线路区域的保护、测控、电能质量监测功能一体化的目标。另外，由于微电网区域保护控制一体化装置现场所接线路数目不同，不同的接入线路数目需要不同的配置，由于配置步骤多，不仅调试工作量大，而且容易出现漏配和错配情况，影响装置的运行。如果能对插件的插槽位置、数目、种类进行实时在线检测，并根据插件在线检测的配置情况自动完成配置，且在插件变动时自动完成配置更新，则可以大大降低调试工作量，并且减少了配置错误率，从而提高了装置的可靠性。
技术实现思路
本专利技术目的是：为解决微电网区域保护控制一体化装置现场运用中接入的线路数量多和保护出口动作快速性之间的矛盾，本专利技术提供一种适用于微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，故障启动线路的优先级最高，在1ms优先保护中断内完成启动线路的保护计算和保护逻辑判断，从而保证了保护出口动作的快速性，并采用内存无缝切换方法，实现了不同优先级线路计算内存的无缝切换。该方法根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，并在中断中采用内存无缝切换方法，实现不同线路的优先级动态分配和不同优先级之间内存资源的切换。具体而言，本专利技术公开的微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：1)当微电网区域保护控制一体化装置初始化时，在其主CPU插件的RAM区动态分配R1、R2、R3三块存储区；上述R1存储区为采样值存储区，存储每条线路两个周波的采样数据；上述R2存储区为内存索引表格存储区，内容包括每条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针和当前存储地址指针偏移量，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置，在上电时完成初始化；上述R3存储区为优先线路信息存储区，内容包括优先计算的2条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针、当前存储地址指针偏移量和保护动作时间计数换算值，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置；2)根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，中断时间分别为312.5us、1ms、20ms、50ms；所述中断1为312.5us采样中断，用于完成微电网区域所有线路的同步采样，并将采样数据存入采样缓冲区；所述中断2为1ms优先保护中断，用于完成母线电压和2条优先线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断3为20ms保护中断，用于完成微电网区域所有线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断4为50ms测控中断，用于完成微电网区域所有线路的遥测逻辑、遥控逻辑、同期逻辑、电能质量逻辑和定时的辅助信息处理逻辑；3)在中断2内，首先完成母线A、B、C三相电压值的计算和低频、低压、过频、过压保护逻辑的判断；然后检测R3存储区中2条优先线路的编号，如果编号为0，表示没有故障线路，中断返回；否则进入步骤4)；4)指针指向R3存储区中优先线路1信息，根据线路1采样数据存储区和保护动作时间计数换算值，优先进行线路1的保护计算和保护逻辑判断；进入步骤5)；5)针指向R3存储区中优先线路2信息，根据线路2采样数据存储区和保护动作时间计数换算值，优先进行线路2的保护计算和保护逻辑判断，完成后中断返回；6)在中断3内，首先根据R2存储区每条线路的索引信息及R1存储区的采样值，完成线路A、B、C三相电流值的计算和保护逻辑的判断，在计算过程中，如果检测到某条线路电流量大于启动门槛时，置该线路启动标志。所有线路计算完成后，进入步骤7)；7)检查是否有线路启动标志，如果有，进入步骤8)，否则，中断返回；8)检索该启动线路编号是否与R3存储区中优先线路的线路编号一致，如果不一致，则判断有新线路发生故障，进入步骤9)，否则中断返回；9)根据以下公式计算保护动作时间计数换算值：M换算＝(T定值-M启动*20)其中T定值是保护动作时间时限的整定定值(单位ms)，M启动为在20ms保护中断中保护启动的计数值，20为换算系数，计算所得的M换算即为保护动作时间计数换算值；10)将该线路的线路编号、采样数据存储区首地址指针、当前采样数据存储地址指针和步骤9)中计算的保护动作时间计数换算值存入R3存储区对应位置。将内存指针无缝切换到该故障线路，则在下一个中断2内，优先完成该故障线路的保护计算和保护逻辑，实现保护优先级的动态分配。本专利技术的有益效果如下：本专利技术公开的适用于微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，故障启动线路的优先级最高，在1ms优先保护中断内完成启动线路的保护计算和保护逻辑判断，从而保证了保护出口动作的快速性，并采用内存无缝切换方法，实现了不同优先级线路计算内存的无缝切换。解决了微电网区域保护控制一体化装置中线路较多带来的占用保护中断时间过长的问题，满足了保护出口动作快速性的要求，从而为更好地实现微电网区域内所有线路区域的保护、测控、电能质量监测一体化提供技术支撑。附图说明图1为本专利技术微电网区域保护控制一体化装置插件配置图。图2为本专利技术保护优先级动态分配方法和无缝切换的实现流程图。图3为本专利技术插件在线检测方法实现流程图。图4为本专利技术智能化配置实现流程图。具体实施方式下面参照附图并结合实例对本专利技术作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术的微电网区域保护控制一体化装置的一个实施例，其从左向右共13块插件，插件配置包括电源PWM插件、主CPU插件、模拟量采集AC插件(3块)、GOOSE插件、开入BI插件(4块)，开出BO插件(3块)。上述各插件插接在机箱的总线背板的各个插槽上。其中各插件的功能是：电源PWM插件，用于提供装置工作电源及遥信电源；主CPU插件，此插件是装置保护、控制、电能质量监测一体化功能实现主插件。用于完成所有线路的模拟量数据处理、开关量数据处理、保护算法、保护逻辑判断、谐波计算、测量算法、遥信逻辑、遥控逻辑、同期逻辑、电能质量监测逻辑和IEC61850通讯功能；模拟量采集AC插件，用于采集三相母线电压、同期电压和所有线路的三相电流模拟量，将采集的交流模拟量进行滤波、采样和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，其特征在于，包括以下步骤：1)当微电网区域保护控制一体化装置初始化时，在其主CPU插件的RAM区动态分配R1、R2、R3三块存储区；上述R1存储区为采样值存储区，存储每条线路两个周波的采样数据；上述R2存储区为内存索引表格存储区，内容包括每条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针和当前存储地址指针偏移量，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置，在上电时完成初始化；上述R3存储区为优先线路信息存储区，内容包括优先计算的2条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针、当前存储地址指针偏移量和保护动作时间计数换算值，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置；2)根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，中断时间分别为312.5us、1ms、20ms、50ms；所述中断1为312.5us采样中断，用于完成微电网区域所有线路的同步采样，并将采样数据存入采样缓冲区；所述中断2为1ms优先保护中断，用于完成母线电压和2条优先线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断3为20ms保护中断，用于完成微电网区域所有线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断4为50ms测控中断，用于完成微电网区域所有线路的遥测逻辑、遥控逻辑、同期逻辑、电能质量逻辑和定时的辅助信息处理逻辑；3)在中断2内，首先完成母线A、B、C三相电压值的计算和低频、低压、过频、过压保护逻辑的判断；然后检测R3存储区中2条优先线路的编号，如果编号为0，表示没有故障线路，中断返回；否则进入步骤4)；4)指针指向R3存储区中优先线路1信息，根据线路1采样数据存储区和保护动作时间计数换算值，优先进行线路1的保护计算和保护逻辑判断；进入步骤5)；5)针指向R3存储区中优先线路2信息，根据线路2采样数据存储区和保护动作时间计数换算值，优先进行线路2的保护计算和保护逻辑判断，完成后中断返回；6)在中断3内，首先根据R2存储区每条线路的索引信息及R1存储区的采样值，完成线路A、B、C三相电流值的计算和保护逻辑的判断，在计算过程中，如果检测到某条线路电流量大于启动门槛时，置该线路启动标志；所有线路计算完成后，进入步骤7)；7)检查是否有线路启动标志，如果有，进入步骤8)，否则，中断返回；8)检索该启动线路编号是否与R3存储区中优先线路的线路编号一致，如果不一致，则判断有新线路发生故障，进入步骤9)，否则中断返回；9)根据以下公式计算保护动作时间计数换算值：M换算＝(T定值‑M启动*20)其中T定值是保护动作时间时限的整定定值(单位ms)，M启动为在20ms保护中断中保护启动的计数值，20为换算系数，计算所得的M换算即为保护动作时间计数换算值；10)将该线路的线路编号、采样数据存储区首地址指针、当前采样数据存储地址指针和步骤9)中计算的保护动作时间计数换算值存入R3存储区对应位置；将内存指针无缝切换到该故障线路，则在下一个中断2内，优先完成该故障线路的保护计算和保护逻辑，实现保护优先级的动态分配。...

【技术特征摘要】
1.一种微电网区域保护控制一体化装置的保护优先级动态分配和无缝切换方法，其特征在于，包括以下步骤：1)当微电网区域保护控制一体化装置初始化时，在其主CPU插件的RAM区动态分配R1、R2、R3三块存储区；上述R1存储区为采样值存储区，存储每条线路两个周波的采样数据；上述R2存储区为内存索引表格存储区，内容包括每条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针和当前存储地址指针偏移量，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置，在上电时完成初始化；上述R3存储区为优先线路信息存储区，内容包括优先计算的2条线路的线路编号、采样值存储区首地址指针、当前存储地址指针偏移量和保护动作时间计数换算值，所述采样值存储区首地址指针指向R1存储区对应位置；2)根据中断优先级从高到低的顺序，开辟4级中断，中断时间分别为312.5us、1ms、20ms、50ms；所述中断1为312.5us采样中断，用于完成微电网区域所有线路的同步采样，并将采样数据存入采样缓冲区；所述中断2为1ms优先保护中断，用于完成母线电压和2条优先线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断3为20ms保护中断，用于完成微电网区域所有线路的保护计算和保护逻辑判断；所述中断4为50ms测控中断，用于完成微电网区域所有线路的遥测逻辑、遥控逻辑、同期逻辑、电能质量逻辑和定时的辅助信息处理逻辑；3)在中断2内，首先完成母线A、B、C三相电压值的计算和低频、低压、过频、过压保护逻辑的判断；然后检测R3存储区中2条优先线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐成虹，郑玉平，谭阔，刘陈鑫，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32