一种双端差动保护的数据同步方法技术

本发明专利技术公开了一种双端差动保护的数据同步方法，涉及配电网差动保护技术领域，解决了传统光纤差动保护维护成本高

【技术实现步骤摘要】
一种双端差动保护的数据同步方法


[0001]本专利技术涉及配电网差动保护
，更具体地说，它涉及基一种双端差动保护的数据同步方法
。

技术介绍

[0002]配电网具有多电源
、
多分段
、
多分支
、
功率双向流动等特征
。
传统三段式电流保护方法难以保证选择性和灵敏性，差动保护方法可有效区分所保护线路的区内故障和区外故障，但传统的差动保护依靠光纤通信来实现双端保护设备的同步采样
。
配电网线路长，光纤通道的建设和维护成本都比较高，传统的光纤差动保护难以在配电网中推广应用
。
[0003]无线通信具有大带宽
、
低时延
、
高可靠等特点，可为配电网的故障精确定位
、
隔离与恢复供电提供新的解决办法
。
但无线通信信道传输时延具有不确定性，使得差动保护的双端同步采样难以实现，影响差动保护动作的准确性
。
[0004]为此，本专利技术提供基一种双端差动保护的数据同步方法，解决上述问题
。

技术实现思路

[0005]为解决传统光纤差动保护维护成本高
、
无线通信差动保护双端采样不同步的问题，本申请提供基一种双端差动保护的数据同步方法，利用非故障状态下配电网络潮流方程的约束条件，对双端非同步采样数据进行同步校准，解决无线通信差动保护存在的双端采样同步校准问题，有助于无线通信差动保护的实现，降低运维成本
。
[0006]本申请首先提供一种双端差动保护的数据同步方法，包括：
[0007]获取非故障状态下
N
端接收到的
M
端一周波电压采样数据，所述
N
端和
M
端为配电网中相连的两端，计算
M
端基波幅度和基波相位；
[0008]获取非故障状态下
N
端一周波电压采样数据计算
N
端有功功率
、
无功功率和基波幅度；
[0009]根据潮流约束条件下的双端角度误差计算公式，计算
N
端和
M
端的双端角度误差；
[0010]根据双端角度误差
、N
端基波相位和
M
端基波相位，计算不同步角度；
[0011]根据不同步角度计算采样不同步时延；
[0012]根据采样不同步时延计算采样调整点和插值点；
[0013]根据采样调整点和插值点采用样条插值对
N
端接收到的
M
端一周波电流数据进行同步校准，根据同步校准后的
M
端一周波电流数据结合
N
端一周波电流数据，计算差动电流和制动电流，执行差动保护
。
[0014]采用上述技术方案，在配电网非故障状态时，将双端采样获取的非同步采样得到的电压矢量进行比对，由于双端的测量电压矢量满足潮流约束方程，利用该约束方程可计算双端非同步采样带来的相角误差，进一步确定双端非同步采样的时间误差，由此来对双端非同步采样获得的数据进行同步校准，实现双端差动电流和制动电流的正确计算，从而有效实现配电网的差动保护
。
[0015]在一种可能的实施方式中，所述潮流约束条件下的双端角度误差计算公式为：
[0016][0017]其中，
δ
为双端角度误差，
U
M
为
M
端基波幅度，
P
N
、Q
N
、U
N
为
N
端有功功率
、
无功功率和基波幅度，
k
为感阻比
。
[0018]在一种可能的实施方式中，根据双端角度误差
、N
端基波相位和
M
端基波相位，计算不同步角度，包括：
[0019]θ
'
＝
δ
+
θ
N
‑
θ
M
[0020]其中，
θ
'
为不同步角度，
δ
为双端角度误差，
θ
N
为
N
端基波相位，
θ
M
为
M
端基波相位
。
[0021]在一种可能的实施方式中，根据不同步角度计算采样不同步时延，包括：
[0022][0023]其中，
Δ
t'
为采样不同步时延，
θ
'
为不同步角度，
f
为采样频率
。
[0024]在一种可能的实施方式中，根据采样不同步时延计算采样调整点和差值点，包括：
[0025]Δ
t'
＝
i*T
s
+j*T
s
'
[0026]其中，
Δ
t'
为采样不同步时延，
i
为采样调整点，
j
为插值点，
T
s
为采样周期，
T
s
'
为插值后的采样周期
。
[0027]本申请另一方面提供一种双端差动保护的数据同步系统，包括：
[0028]非故障电气参数获取模块，用于获取非故障状态下
N
端接收到的
M
端一周波电压采样数据，所述
N
端和
M
端为配电网中相连的两端，计算
M
端基波幅度和基波相位；获取非故障状态下
N
端一周波电压采样数据计算
N
端有功功率
、
无功功率和基波幅度；
[0029]时间同步算法模块，用于根据潮流约束条件下的双端角度误差计算公式，计算
N
端和
M
端的双端角度误差；根据双端角度误差
、N
端基波相位和
M
端基波相位，计算不同步角度；根据不同步角度计算采样不同步时延；根据采样不同步时延计算采样调整点和插值点；
[0030]差动保护模块，用于根据采样调整点和插值点采用样条插值对
N
端接收到的
M
端一周波电流数据进行同步校准，根据同步校准后的
M
端一周波电流数据结合
N
端一周波电流数据，计算差动电流和制动电流，执行差动保护
。
[0031]在一种可能的实施方式中，在所述时间同步算法模块中，潮流约束条件下的双端角度误差计算公式为：
[0032][0033]其中，
δ
为双端角度误差，
U
M
为
M
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种双端差动保护的数据同步方法，其特征在于，包括：获取非故障状态下
N
端接收到的
M
端一周波电压采样数据，所述
N
端和
M
端为配电网中相连的两端，计算
M
端基波幅度和基波相位；获取非故障状态下
N
端一周波电压采样数据计算
N
端有功功率
、
无功功率和基波幅度；根据潮流约束条件下的双端角度误差计算公式，计算
N
端和
M
端的双端角度误差；根据双端角度误差
、N
端基波相位和
M
端基波相位，计算不同步角度；根据不同步角度计算采样不同步时延；根据采样不同步时延计算采样调整点和插值点；根据采样调整点和插值点采用样条插值对
N
端接收到的
M
端一周波电流数据进行同步校准，根据同步校准后的
M
端一周波电流数据结合
N
端一周波电流数据，计算差动电流和制动电流，执行差动保护
。2.
根据权利要求1所述的一种双端差动保护的数据同步方法，其特征在于，所述潮流约束条件下的双端角度误差计算公式为：其中，
δ
为双端角度误差，
U
M
为
M
端基波幅度，
P
N
、Q
N
、U
N
为
N
端有功功率
、
无功功率和基波幅度，
k
为感阻比
。3.
根据权利要求1所述的一种双端差动保护的数据同步方法，其特征在于，根据双端角度误差
、N
端基波相位和
M
端基波相位，计算不同步角度，包括：
θ
'
＝
δ
+
θ
N
‑
θ
M
其中，
θ
'
为不同步角度，
δ
为双端角度误差，
θ
N
为
N
端基波相位，
θ
M
为
M
端基波相位
。4.
根据权利要求1所述的一种双端差动保护的数据同步方法，其特征在于，根据不同步角度计算采样不同步时延，包括：其中，
Δ
t'
为采样不同步时延，
θ
'
为不同步角度，
f
为采样频率
。5.
根据权利要求1所述的一种双端差动保护的数据同步方法，其特征在于，根据采样不同步时延计算采样调整点和差值点，包括：
Δ
t'
＝
i*T
s
+j*T
s
'
其中，
Δ
t'
为采样不同步时延，
i
为采样调整点，
j
为插值点，
T
s
为采样周期，
T
s
'
为插值后的采样周期
。6.
一种双端差动保护的数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，王利平，杨向飞，赵子涵，陈虹静，向博，杨琪，姜振超，王可，陆旭，张泰，孙世贤，金震，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司，
类型：发明
国别省市：