智能变电站采样值同步及测试方法

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1、2013年4月吉林电力Ap1．2013第4l卷第2期(总第225期)JilinElectricPowerVo1．41No．2(Ser．No．225)智能变电站采样值同步及测试方法SmartSubstationSampledValueSynchronizationandMeasuringMethod李成钢，李春亮，刘亚东(吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021)摘要：针对智能变电站大量采用电子式互感器后，继电保护等自动化设备电气量数据采集的同步问题，指出采样数据的同步性直接影响继电保护计算的准确性。介绍了解决采样值同步的方法及二次插值原理，提出了智能变电站中的

2、级联数据、间隔数据、数字化保护与传统保护数据等采样值同步内容，给出了采样值同步测试的方法。关键词：智能变电站；合并单元；采样值同步；二次差值法；同步测试中图分类号：TM73文献标志码：B文章编号：1009—5306(2013)02—000403电子式互感器是实现智能变电站运行实时信息数字化的主要设备之一。采用电子式互感器后，继电1插值法的基本原理保护等自动化设备的数据采集模块前移至合并单元，互感器一次电气量需要经过前端模块采集再由插值法是指各路数据采集系统进行采样频率相合并单元处理。由于各间隔互感器的采集处理环节同的非同步采样，合并单元单方向接收测量部分发相互独立，因而

3、采样数据的同步性就极为重要，直接送的采样值，然后利用数值插值计算得到同时刻测影响保护计算精度。对于智能变电站而言，合并单元量值。不同的插值算法精度不同，故采用不同的插值应能够实现采集器问的采样同步功能，当保护装置算法有不同的误差。插值法主要包括拉格朗日插值、采样值采用点对点接人方式时，采样同步应由保护牛顿插值、分段样条插值等方法。有研究表明，拉格装置实现，故在集成测试时，需要对合并单元及保护朗日线性插值不利于进行高精度的采样同步，尤其的采样值同步功能进行测试，以验证其是否满足同是不适用于包含高次谐波电量的二次设备的数据同步的要求。步E2]，而拉格朗日二次插值得到较为广泛

4、的应用，下目前，解决采样值同步问题的方法主要有基于面就二次插值原理进行简要介绍。插值法的重采样同步和基于时钟的两种同步方二次插值描述为已知函数i(￡)的等时间间隔的式_】]。基于插值法的重采样同步，不依赖于外部时3个连续的离散点Et。，i(f。)]、Et，i(￡)]、Et，i(z)]，钟，采集器按设定的频率采样，经固定延时后发送给利用插值基函数可得到拉格朗日多项式，并可以表合并单元，继电保护设备根据延时补偿和插值算法述为适用于工程计算的形式：在同一时刻进行重采样，以保证各电子式互感器采样值的同步。插值法实现较为简单，降低了成本，这L(f)一(to)+(￡一to)+种方法

5、已广泛应用到各厂家的合并单元的同步方式^rr1，(t-to0)，(＼一1)／(＼1)，中。基于时钟的同步方式对处理环节延时精确性不厶』过多限制，而采用统一时钟来同步各电子式互感器式中：丁为采样间隔，T一0．O2／Ⅳ，Ⅳ为每周期采的采样脉冲，对同一时刻数据进行标定。对于采样值样点。组网的智能变电站，通过网络对时，同步脉冲通过级通过上式，可以得到区间Vt。，t2]上的任何一个联交换机至合并单元，可以实现各合并单元的同步。i(￡)的近似值。本文主要对基于插值法的采样值同步内容及其测试拉格朗日误差公式为：技术进行分析。收稿日期：2012一l1—1O作者简介：李成钢(1986一)

6、，男，工程师，从事智能变电站技术研究工作。·4‘2013年4月Ap1．2013第41卷第2期(总第225期)Vo1．41No．2(Ser．No．225)采样数据是不同步的，而在数据接收端同步，不依赖R2()一lf．0：(一￡。)(一￡1)(f一2)Ii(2)于外部设备或者外部信号，完全由数据接收端设备式中：R(￡)为二次插值误差，i()为i(￡)在t一处软件完成，设备之间也不需要外部时钟同步。的3阶导数，且∈Et。，t2]。智能变电站继电保护技术规范中规定：“保护装根据傅立叶分析，任何重复的波形都可以分解置采样值采用点对点接人方式，采样同步应用保护成含有基波频率和一系列

7、为基波倍数的谐波的正弦装置实现”_3]。当采样值以报文形式传给母线保护波分量，即可以将电流表述为直流分量和各次谐波时，报文中记录了数据源地址信息、帧序号、传输固叠加的形式：i()一I。+[sin(nwt+)]，将有延时等内容，母线保护解析出各个合并单元的报N：l文内容，根据其中的固有延时推算到母线保护装置其带入拉格朗日误差公式：时间系统下的各间隔采样值，用于保护计算。由于保Rz㈤一I一u(一()Il≤护装置采样频率可能和合并单元的采样频率不一致，并且各间隔的采样数据也不刚好对应至保护装∑[。]l(￡一to)(一t1)(一tz)l(3)n=