基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法及系统，根据线路两端的电压量和电流量，计算工频相量；选取两个不同工况下电压、电流工频相量，并根据其计算似功率差值；一端向另一端传输似功率差值；在线路的任意一端进行采样时刻差值计算及同步校正，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值；根据计算出的采样时刻差值，对一端采样时刻进行校正，实现两端采样时刻的同步。本公开采用工频电气量，无需通信通道收、发延时相等，无需线路和设备的参数，不需要接收卫星同步信号，同步精度高，因而能够很好地满足电力系统自动化的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法及系统
本公开属于电力系统自动化
，涉及一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。在电力系统自动化领域中，需要测量输电线路两端的电气量如三相电流量、电压量等。在采用数字化技术测量电气量时，往往需要两端同步采样，即在同一时刻对输电线路两端的电气量进行数字化采样。例如，输电线路电流差动保护中，需要同步采样线路两端的电流量计算差流。然而，由于输电线路两端一般相距较远，特别是在高压、超高压、特高压电网中，输电线路两端往往相距上百公里到几百公里，因此输电线路两端由独立的装置分别测量各自的电流量和电压量。如何保证输电线路两侧的装置在同一时刻进行采样，是电力系统自动化需要解决的问题。目前工程中一种常用的同步采样技术是采用卫星同步授时系统进行同步，比如利用GPS系统或者北斗系统的秒脉冲，将输电线路两端测量装置进行同步。为了准确接收卫星授时信号，对应用场地和设备有较高的要求；卫星同步授时系统的秒脉冲具有很高的时间精度，为了保证这些时钟脉冲信号的精度不被劣化，后续的信号传输和处理环节的延时需要有较高的一致性。这些需求，都增加了此种同步采样方案的工程造价和实施难度。另外一种普遍应用的同步采样技术是基于数据通道的同步方法。该方法利用通信通道传送用于同步处理的各种事件信息，例如输电线路两端各自的数据发送和接收时刻。假设通信通道是对称的，则本端发送的数据和接收的对端数据在通道上的延迟时间相等。因此，通过一发一收的循环，得到两端各自发数据和收数据的4个时刻值，通过一定的算法，就能够计算出发送/接收延时，以及两端采样时刻的差异，在此基础上对任意一端的采样时刻进行调整，从而达到同步采样的目的。此种方法要求通信通道的收发延时相等，对数据传输各个环节的一致性有较高要求，并且只能用于线路两端采用直连通信通道的情况，例如用于光纤直连的输电线路上。对于经过通信网络连接的线路两端，由于不能保证数据收、发延时的相等，因而不能应用这种同步方法。此外，还有基于参考相量的同步方法。例如认为正常运行时线路两端电流值相等，因而利用电流相量进行同步，但是在长距离输电线路上电容电流较大，两端电流不再严格相等；如果已知线路参数，则可以通过计算，将线路一端的电流电压量补偿到线路对端，从而依靠补偿后的相量进行同步，但是线路参数往往难以准确获取。故障发生后，线路两端会检测到电流的突变，这个突变时刻对应故障发生时刻，由此有文献提出了基于故障发生时刻为基准的同步方法。这种同步方法基于电流突变时刻的检测，精度有限；此外电流信号在线路上传输需要时间，因此难以在长距离输电线上应用。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法及系统，本公开基于特勒根似功率定理，采用工频电气量，无需线路参数，对通信通道的对称性没有要求，同步精度高，能够满足输电线路继电保护等电力系统自动化功能的需求。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，包括以下步骤：根据线路两端的电压量和电流量，计算工频相量；选取两个不同工况下电压、电流工频相量，并根据其计算似功率差值；一端向另一端传输似功率差值；在线路的任意一端进行采样时刻差值计算及同步校正，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值；根据计算出的采样时刻差值，对一端采样时刻进行校正，实现两端采样时刻的同步。作为可选择的实施方式，线路两端的电压量和电流量包括但不限于：正常工况下的正序电压、电流相量；正常工况下的相电压、相电流相量；正常工况下的线电压、线电流相量；外部故障工况下的正序电压、电流相量；外部故障工况下的负序电压、电流相量。作为可选择的实施方式，两个工况的形式包括但不限于以下方式：负荷状态不同的两个工况；负荷工况和外部故障工况；当前测量工况和理论计算工况。作为可选择的实施方式，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值的具体过程包括：将本端的似功率差值，除以收到的对端似功率差值，得到一个复数结果，该复数的相角除以工频的角频率值，就得到两端采样时刻差值。作为可选择的实施方式，所述似功率差值为在两个不同工况下，将该端电压相量和电流相量交叉相乘，得到两个功率值，两个功率值相减，得到的差值称为似功率差值。作为可选择的实施方式，根据计算出的采样时刻差值，对两端采样时刻进行校正的具体过程包括：根据计算出的采样时刻差值，若该差值为正，将本端采样时刻提早相应时间。作为可选择的实施方式，根据计算出的采样时刻差值，对两端采样时刻进行校正的具体过程包括：根据计算出的采样时刻差值，若差值为负，将本端采样时刻延迟相应时间。一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步系统，包括：采集模块，被配置为采集线路两端的电压量和电流量；工频相量计算模块，被配置为根据线路两端的电压量和电流量，计算工频相量；似功率差值计算模块，被配置为选取两个不同工况下电压、电流工频相量，并根据其计算似功率差值，两端相互传输似功率差值；采样时刻差值计算模块，被配置为在线路的任意一端进行采样时刻差值计算及同步校正，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值；校正模块，被配置为根据计算出的采样时刻差值，对一端采样时刻进行校正，实现两端采样时刻的同步。一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法。一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开计算方法简单，无需大量运算过程；本公开采用工频电气量，无需通信通道收、发延时相等，无需线路和设备的参数，不需要接收卫星同步信号，同步精度高，对通信通道的对称性没有要求，能够满足输电线路继电保护等电力系统自动化功能的需求。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1为输电线路及两端等值系统的单线系统示意图；图2为输电线路及等值系统的等效电路示意图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：包括以下步骤：/n根据线路两端的电压量和电流量，计算工频相量；/n选取两个不同工况下电压、电流工频相量，并根据其计算似功率差值；/n一端向另一端传输似功率差值；/n在线路的任意一端进行采样时刻差值计算及同步校正，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值；/n根据计算出的采样时刻差值，对一端采样时刻进行校正，实现两端采样时刻的同步。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：包括以下步骤：
根据线路两端的电压量和电流量，计算工频相量；
选取两个不同工况下电压、电流工频相量，并根据其计算似功率差值；
一端向另一端传输似功率差值；
在线路的任意一端进行采样时刻差值计算及同步校正，根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值；
根据计算出的采样时刻差值，对一端采样时刻进行校正，实现两端采样时刻的同步。


2.如权利要求1所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：线路两端的电压量和电流量包括但不限于：正常工况下的正序电压、电流相量；正常工况下的相电压、相电流相量；正常工况下的线电压、线电流相量；外部故障工况下的正序电压、电流相量；外部故障工况下的负序电压、电流相量。


3.如权利要求1所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：根据两端的似功率差值，以及工频的角频率值，计算两端采样时刻差值的具体过程包括：将本端的似功率差值，除以收到的对端似功率差值，得到一个复数结果，该复数的相角除以工频的角频率值，就得到两端采样时刻差值。


4.如权利要求1所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：所述似功率差值为在两个不同工况下，将该端电压相量和电流相量交叉相乘，得到两个功率值，两个功率值相减，得到的差值称为似功率差值。


5.如权利要求1所述的一种基于特勒根似功率定理的输电线路采样同步方法，其特征是：两个工况的形式包括但不限于以下方式：
负荷状态不同的两个工况；
负荷工况和外部故障工况；
当前测量工况和理论计算工况。


6.如权利要求1所述的一种基于特勒根似功率定理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘世明，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37