智能变电站的电子式互感器数据同步算法研究综述
崔浩,许军,张小康,章彦燕
(国网湖北省电力有限公司襄阳供电公司,湖北 襄阳 441000)
摘 要:由一次设备数据采集方式的改变而引起的电子式互感器数据同步问题,维系着间隔层设备准确、稳定和可靠的运行。介绍了按变电站发展趋势普及的综合自动化变电站、智能变电站和超导变电站现状和网络结构特点,指出了智能变电站异于其他两者的典型特征;阐述了电子式互感器的分类和特点,引出了合并单元中的脉冲同步法、插值法和基于IEEE 1588 协议的同步法等三种数据同步算法,并论述了插值法的优越性;研究了数值分析中的插值法,针对迄今国内文献中提到的插值算法进行了详细的误差分析,补充和整理了部分插值模型,为相关技术人员对算法的选择提供参考。
关键词:电子式互感器;数据同步;插值法;智能变电站;数值分析
中图分类号:TM45 文献标识码:A 文章编号:1007-3175(2018)07-0001-09
Research Summary of Data Synchronization Algorithm for
Electronic Transformer in Smart Substation
CUI Hao, XU Jun, ZHANG Xiao-kang, ZHANG Yan-yan
(Xiangyang Power Supply Company of State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd, Xiangyang 441000, China)
Abstract: The problem of electronic transformer data synchronization caused by the change of the primary equipment data acquisition method maintains the accurate, stable and reliable operation of the bay level equipment.Introduction was made to the status quo and network structure characteristics of the integrated automation substations, smart substations and superconducting substations which were popularized by the development trend of substations. It was pointed out that the typical characteristics of smart substations were different from the other two. This paper expounded the classification and characteristics of electronic transformers, introduced the three data synchronization algorithms in the merging unit, namely pulse synchronization method, interpolation method and synchronization method based on IEEE1588 protocol, and discussed the superiority of the interpolation method. This paper studied on the interpolation method in numerical analysis and carried out the detailed error analysis on the interpolation algorithms mentioned so far in the domestic literature. Some interpolation models are supplemented and sorted out to provide reference for the selection of algorithms by relevant technicians.
Key words: electronic transformer; data synchronization; interpolation method; smart substation; numerical analysis
参考文献
[1] 黄益庄. 智能变电站是综合自动化变电站的发展目标[J]. 电力系统保护与控制,2013,41(2) :45-48.
[2] 侯经洲,魏斌,龚康,等. 超导变电站的研究综述[J]. 低温与超导,2014,42(11) :58-63.
[3] 刘孝先,曾清,邹晓莉, 等. 电子式互感器的应用[J]. 电力系统及其自动化学报,2010,22(1) :133-137.
[4] 罗彦,段雄英,邹积岩,等. 电子式互感器中数字同步和数字通信技术[J]. 电力系统自动化,2012,36(9) :77-81.
[5] 曹团结,尹项根,张哲,等. 电子式互感器数据同步的研究[J]. 电力系统及其自动化学报,2007,19(2) :108-113.
[6] 郭乐,潘济猛,卢家力,等. 插值算法在智能变电站中的应用[J]. 电力自动化设备,2010,30(10) :103-105.
[7] 殷志良,刘万顺,杨奇逊,等. 基于IEEE 1588实现变电站过程总线采样值同步新技术[J]. 电力系统自动化,2005,29(13) :60-63.
[8] 国家电网公司. 智能变电站技术导则:Q/GDW 383—2009[S]. 北京:中国电力出版社,2010 :2-5.
[9] 樊陈,倪益民,申洪,等. 中欧智能变电站发展的对比分析[J]. 电力系统自动化,2015,39(16) :1-7.
[10] 周家旭, 孙俊杰, 陈得丰, 等. 智能变电站与综自变电站区别综述[J]. 东北电力技术,2016,37(2) :54-57.
[11] 蔡骥然,郑永康,周振宇,等. 智能变电站二次设备状态监测研究综述[J]. 电力系统保护与控制,2016,44(6) :148-154.
[12] 杨建平,阳靖,罗莎.110 kV智能变电站设计与建设实例[J]. 电力科学与技术学报,2012,27(2) :90-96.
[13] 王克杰,杨恒云,宗芝荣.110 kV智能变电站关键技术研究[J]. 电网与清洁能源,2012,28(10) :37-43.
[14] 刘明,李金忠,刘锐,等. 电子式互感器技术和应用评述[J]. 变压器,2013,50(2) :24-28.
[15] 陈文升,顾立新. 电子式互感器的应用研究[J].华东电力,2009,37(8) :1327-1330.
[16] 刘琨,周有庆,张午阳,等. 电子式互感器合并单元时间同步问题的解决方法[J]. 电力系统通信,2006,27(3) :71-75.
[17] 赵应兵,周水斌,马朝阳. 基于IEC 61850-9-2的电子式互感器合并单元的研制[J]. 电力系统保护与控制,2010,38(6) :104-106.
[18] 韩颖,牟龙华,周伟. IEEE 1588协议在合并单元中的应用与实现[J]. 电力系统及其自动化学报,2012,24(3) :16-21.
[19] 樊陈, 倪益民, 沈健, 等. IEEE 1588在基于IEC 61850-9-2标准的合并单元中的应用[J]. 电力系统自动化,2011,35(6) :55-59.
[20] 胡兵,李清朗. 现代科学工程计算基础[M]. 成都:四川大学出版社,2003 :16-70.
[21] 乔洪新,黄少锋,刘勇. 基于二次插值理论的电子式互感器数据同步的研究[J]. 电力系统保护与控制,2009,37(15) :48-52.
[22] 王雪,雷胜华. 改进埃特金插值理论在智能变电站中的应用[J]. 电力系统保护与控制,2015,43(15) :73-78.
[23] 刘同银,高亮,朱彤,等. 基于牛顿插值法的电子互感器数据同步分析[J]. 上海电力学院学报,2014,30(6) :530-534.
[24] 崔浩,舒朝君,王亚. 基于三次样条插值的盐度监测控制装置的温度补偿算法[J]. 仪表技术与传感器,2016(6) :88-91.
[25] 董义华,孙同景,徐丙垠. 基于三次样条插值理论的电子式互感器数据同步[J]. 电力自动化设备,2012,32(5) :102-107.
[26] 蔡超,陆于平,黄涛,等. 基于插值和时标变换的智能变电站保护数据重采样算法[J]. 电力系统自动化,2013,37(19) :80-85.
[27] 全国互感器标准化技术委员会. 互感器 第7 部分:电子式电压互感器:GB/T 20840.7—2007[S]. 北京:中国标准出版社,2007 :28-30.
[28] 全国互感器标准化技术委员会. 互感器 第8 部分:电子式电流互感器:GB/T 20840.8—2007[S]. 北京:中国标准出版社,2007 :55-57.
[29] 丁泉,李帅. 智能变电站重采样应用研究及其线性插值法误差分析[J]. 电力系统保护与控制,2015,43(23) :132-136.
[30] 李帅,龚世敏,丁泉,等. 一种幅值无衰减的改进线性插值方法[J]. 电力系统保护与控制,2017,45(3) :105-110.
[31] 庞福滨,刘玙,袁宇波,等. 采样值报文抖动对基于线性插值理论的电子式互感器数据同步算法的影响研究[J]. 电测与仪表,2016,53(7) :66-73.
[32] 刘益青,高伟聪,高厚磊,等. 适用于智能变电站混合数据源接入的保护同步采样方法[J]. 电力自动化设备,2015,35(11) :158-164.