本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于包交換網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)據(jù)共享的廣域保護(hù)方法。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)主要集中于元件保護(hù)，以單間隔元件為保護(hù)對象。傳統(tǒng)保護(hù)以切除被保護(hù)元件內(nèi)部故障為己任，不同級別的保護(hù)主要靠定值和時間極差完成選擇性配合。各電力設(shè)備的主保護(hù)相互獨(dú)立，不顧及故障元件被切除后，剩余電力系統(tǒng)中的潮流轉(zhuǎn)移引起的后果。隨著通信、計算機(jī)、自動化等技術(shù)發(fā)展并與傳統(tǒng)電力技術(shù)有機(jī)融合，極大地提升了電網(wǎng)的智能化水平，電網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)出自愈、兼容、集成、優(yōu)化新特征，電網(wǎng)智能化是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)有的基于本地信息的保護(hù)與控制系統(tǒng)面臨保護(hù)配合困難，選擇性難以保證，故障時保護(hù)越級動作等諸多問題，尤其是隨著新能源發(fā)電并網(wǎng)，大功率輸電等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用對于傳統(tǒng)繼電保護(hù)模式構(gòu)成極大挑戰(zhàn)。近幾年雖然有廣域保護(hù)的研究與探索，但主要還是采用集中方式，由一臺(套)集中地廣域保護(hù)裝置完成系統(tǒng)保護(hù)，并且數(shù)據(jù)通道基本全部采用2M點(diǎn)對點(diǎn)通訊模式，數(shù)據(jù)、信息無法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。這種模式保護(hù)由于數(shù)據(jù)過于集中、數(shù)據(jù)量大，因此對于裝置的要求非常高，同時由于所有功能集中于一臺(套)裝置，對于系統(tǒng)的可靠性極為不利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種基于包交換網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)據(jù)共享的廣域保護(hù)方法。該保護(hù)方法基于包交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息共享，通過分布式配置形成一個分布式多點(diǎn)并列運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)保護(hù)的信息不足的問題，同時也避免了集中式保護(hù)的處理瓶頸問題。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案。一種基于包交換網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)據(jù)共享的廣域保護(hù)方法，其特征在于，所述廣域保護(hù)方法包括以下步驟：(1)由包交換網(wǎng)絡(luò)連接各站域保護(hù)裝置形成廣域保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，廣域保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的各站域保護(hù)裝置地位平等；(2)各站域保護(hù)裝置把本站域保護(hù)裝置所屬的各間隔開關(guān)狀態(tài)、檢修狀態(tài)信息，以及本站域保護(hù)裝置就地保護(hù)功能的動作信息和本站域保護(hù)裝置根據(jù)就地信息判斷的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)按照iec61850規(guī)范的GOOSE方式發(fā)布到廣域網(wǎng)上，其中系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)包括系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件狀態(tài)；(3)各站域保護(hù)裝置把本站域保護(hù)裝置所屬的與廣域保護(hù)、控制功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的采樣值SV數(shù)據(jù)稀疏化為1200Hz的采樣頻率數(shù)據(jù)并把該采樣值SV數(shù)據(jù)的時間信息折算為廣域網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的時間，實(shí)現(xiàn)從保護(hù)裝置時鐘平面到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的映射，然后把映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)共享；(4)廣域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各站域保護(hù)裝置依據(jù)廣域保護(hù)、控制功能配置要求從廣域網(wǎng)上訂閱所需要的GOOSE狀態(tài)以及SV數(shù)據(jù)，并把步驟(3)所映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)映射到站域保護(hù)裝置自身的時間平面，供站域保護(hù)裝置內(nèi)部的保護(hù)模塊使用；(5)廣域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各站域保護(hù)裝置依據(jù)既定的保護(hù)配置方案，結(jié)合一次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)配置在本站域保護(hù)裝置上的廣域保護(hù)功能，并把自己的動作行為通過GOOSE發(fā)布到站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)以及廣域網(wǎng)絡(luò)，供其他相關(guān)設(shè)備判斷執(zhí)行。本發(fā)明通過包交換網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)量和模擬量的網(wǎng)絡(luò)共享，使得處于廣域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)作為廣域保護(hù)子站功能的站域保護(hù)裝置能夠平等的獲取廣域系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的信息，廣域功能可以按照一次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，均衡的配置于相應(yīng)的站域保護(hù)裝置，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體性能優(yōu)化，各站域保護(hù)裝置自主、快速、精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)故障定位，從而實(shí)現(xiàn)一個分布式的網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)系統(tǒng)。同時網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)均按照IEC61850規(guī)范建模，信息按照發(fā)布、訂閱的模式實(shí)現(xiàn)，因此系統(tǒng)具有開放、互操作的特點(diǎn)，同時整個廣域保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的子站數(shù)量的增減只需通過修改相應(yīng)的模型配置，無需對整個系統(tǒng)作大的調(diào)整。附圖說明圖1為廣域保護(hù)系統(tǒng)圖；圖2為6個站的廣域系統(tǒng)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明公開的一種基于包交換網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)據(jù)共享的廣域保護(hù)方法，包括以下步驟：(1)由包交換網(wǎng)絡(luò)連接各站域保護(hù)裝置形成廣域保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，廣域保護(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的各站域保護(hù)裝置地位平等；如附圖1所示為廣域保護(hù)系統(tǒng)圖，分布在不同地方的N個變電站，每個變電里面安裝一臺站域保護(hù)裝置，然后通過包交換網(wǎng)絡(luò)把這N臺站域保護(hù)裝置連接起來組成廣域保護(hù)系統(tǒng)，每臺站域保護(hù)裝置在系統(tǒng)內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)ID唯一識別，所有站域保護(hù)裝置在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)地位平等，互不隸屬。(2)如附圖1所示，站域保護(hù)裝置1～N分別根據(jù)廣域保護(hù)、控制功能配置要求把本站的間隔開關(guān)狀態(tài)、檢修狀態(tài)信息以及本站域保護(hù)就地保護(hù)功能的動作信息以及站域保護(hù)裝置根據(jù)就地信息判斷的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)(如系統(tǒng)振蕩、方向元件狀態(tài)等等)按照iec61850規(guī)范的GOOSE方式發(fā)布到廣域網(wǎng)上；(3)如附圖1所示，站域保護(hù)裝置1～N分別根據(jù)廣域保護(hù)、控制功能配置要求把本站的與廣域保護(hù)、控制功能實(shí)現(xiàn)相關(guān)的采樣值SV數(shù)據(jù)稀疏化為1200Hz的采樣頻率數(shù)據(jù)并把該SV數(shù)據(jù)的時間信息折算為廣域網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的時間，實(shí)現(xiàn)從裝置時鐘平面到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的映射，然后把映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)共享；(4)如附圖1所示，站域保護(hù)裝置1～N分別依據(jù)廣域保護(hù)、控制功能配置要求從廣域網(wǎng)上訂閱所需要的GOOSE狀態(tài)以及SV數(shù)據(jù)，并把步驟(3)所映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)映射到站域保護(hù)裝置自身的時間平面，供站域保護(hù)裝置內(nèi)部的保護(hù)模塊使用；(5)如附圖1所示，站域保護(hù)裝置1～N分別依據(jù)保護(hù)配置方案，結(jié)合一次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)配置在本站域保護(hù)裝置上的廣域保護(hù)功能，并把自己的動作行為通過GOOSE發(fā)布到站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)以及廣域網(wǎng)絡(luò)，供其他相關(guān)設(shè)備判斷執(zhí)行。下面以圖2所示的6個站組成的系統(tǒng)為例，介紹本發(fā)明的基于包交換網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)據(jù)共享的廣域保護(hù)方法。按照附圖2建立RTDS模型，在220KV中心站、變電站2、變電站3、變電站4、變電站5、變電站6處各安裝一臺作為廣域子站的站域保護(hù)裝置，模型在裝置安裝處輸出每一個110KV開關(guān)的三相電流(Ia，Ib，Ic)、三相電壓(Ua，Ub，Ic)以及開關(guān)狀態(tài)，模擬輸出各處的檢修狀態(tài)，并接入對應(yīng)的站域保護(hù)裝置。系統(tǒng)準(zhǔn)備好以后即可開始廣域系統(tǒng)搭建與實(shí)驗(yàn)：(1)通過包交換網(wǎng)絡(luò)(PTN)連接6臺裝置。并且設(shè)置6臺裝置的網(wǎng)絡(luò)ID分別為1、2、3、4、5、6。設(shè)置完成后重新給6臺裝置通電，廣域系統(tǒng)完成網(wǎng)絡(luò)組建；(2)6臺裝置分別把本站與其他站有聯(lián)絡(luò)關(guān)系的開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、間隔檢修狀態(tài)以及該站域保護(hù)裝置配置的聯(lián)絡(luò)線的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、保護(hù)裝置判斷的系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件動作狀態(tài)按照iec61850規(guī)范的GOOSE方式發(fā)布到廣域網(wǎng)上；i)安裝在220KV中心站的1號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布101、102、103、104、105開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L1、L2、L3、L4、L5的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE；ii)安裝在變電站2的2號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布110、111開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L1、L8的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE；iii)安裝在變電站3的3號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布120、121開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L2、L8的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE；iv)安裝在變電站4的4號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布130、131開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L5、L6的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE；v)安裝在變電站5的5號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布140、141、142開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L4、L6、L7的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE；vi)安裝在變電站6的6號站域保護(hù)裝置通過廣域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布150、151開關(guān)開關(guān)狀態(tài)量、間隔檢修狀態(tài)量以及L3、L7的相間距離、接地距離動作狀態(tài)、每條線路系統(tǒng)振蕩狀態(tài)、方向元件(阻抗、負(fù)序、零序)動作狀態(tài)GOOSE。(3)6臺裝置分別把本站與其他站有聯(lián)絡(luò)關(guān)系的開關(guān)安裝處的采樣值SV數(shù)據(jù)稀疏化為1200Hz的采樣頻率數(shù)據(jù)并把該SV數(shù)據(jù)的時間信息折算為廣域網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)的時間，然后把映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)共享：i)安裝在220KV中心站的1號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)101、102、103、104、105安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上；ii)安裝在變電站2的2號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)110、111安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上；iii)安裝在變電站3的3號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)120、121安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上；iv)安裝在變電站4的4號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)130、131安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上；v)安裝在變電站5的5號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)140、141、142安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上；vi)安裝在變電站6的6號站域保護(hù)裝置把經(jīng)過時間信息轉(zhuǎn)換以后的開關(guān)150、151安裝處的模擬量SV發(fā)布到廣域通訊網(wǎng)上。(4)6臺站域保護(hù)裝置分別從廣域網(wǎng)上訂閱所需要的GOOSE狀態(tài)以及SV數(shù)據(jù)，并把步驟(3)所映射到廣域網(wǎng)絡(luò)時鐘平面的模擬量SV數(shù)據(jù)映射到站域保護(hù)裝置自身的時間平面，供站域保護(hù)裝置內(nèi)部的保護(hù)模塊使用：i)安裝在220KV中心站的1號站域保護(hù)裝置訂閱110、120、130、140、150開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE；ii)安裝在變電站2的2號站域保護(hù)裝置訂閱101、121開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE；iii)安裝在變電站3的3號站域保護(hù)裝置訂閱102、111開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE；iv)安裝在變電站4的4號站域保護(hù)裝置訂閱105、141開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE；v)安裝在變電站5的5號站域保護(hù)裝置訂閱104、131、151開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE；vi)安裝在變電站6的6號站域保護(hù)裝置訂閱103、142開關(guān)的SV和狀態(tài)量GOOSE。(5)6臺裝置把訂閱到的線路對端電流采樣值經(jīng)過時鐘平面轉(zhuǎn)換以后與本側(cè)的電流采樣值進(jìn)行差動計算：電流的相量和的幅值作為差動電流，各側(cè)電流幅值的最大值作為制動電流，采用比率制動特性進(jìn)行判定，判據(jù)如下：|im+in|≥Icd(1)|im+in|≥K·(|im|+|in|)(2)式中im、為in線路兩端采集的電流，K為制動系數(shù)，Icd為差動電流門坎值。滿足公式(1)和(2)動作，否則不動作。同時裝置把訂閱到聯(lián)絡(luò)線對端方向元件的動作狀態(tài)與本側(cè)的方向元件的動作狀態(tài)量進(jìn)行縱聯(lián)距離判斷，判據(jù)如下：DIR＝D1+D2+D0(3)DIR≥1(4)其中，DIR為綜合方向，D1為阻抗方向，D2為負(fù)序方向，D0為零序方向。正方向取1，非正方向取0。線路兩端的方向元件同時滿足公式(3)和(4)動作，否則不動作。6臺站域保護(hù)裝置的廣域保護(hù)配置如下：i)1號站域保護(hù)裝置配置L1線、L2線、L3線、L4線、L5線的廣域保護(hù)，分別為：基于101和110開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的距方向件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、102和120開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、103和150開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、104和140開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、105和130開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)；ii)2號站域保護(hù)裝置配置L1線、L8線的廣域保護(hù)，分別為：基于101和110開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、111和121開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)；iii)3號站域保護(hù)裝置配置L2線、L8線的廣域保護(hù)分別為：基于102和120開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、111和121開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)；iv)4號站域保護(hù)裝置配置L5線、L6線的廣域保護(hù)分別為：基于105和130開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、131和141開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)；v)5號站域保護(hù)裝置配置L4線、L6線、L7線的廣域保護(hù)分別為：基于104和140開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、131和141開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、151和142開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)；vi)安裝在變電站6的6站域保護(hù)裝置配置L3線、L7線的廣域保護(hù)分別為：基于103和150開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)、151和142開關(guān)處SV數(shù)據(jù)的縱聯(lián)差動保護(hù)和兩開關(guān)處的方向元件動作狀態(tài)的縱聯(lián)距離保護(hù)。實(shí)驗(yàn)中各側(cè)裝置同步相量角度偏差小于1°。通過RTDS系統(tǒng)分別模擬K1～K11處兩相短路故障，廣域保護(hù)動作情況：注：本實(shí)驗(yàn)只記錄廣域保護(hù)動作情況。以上給出的實(shí)施例用以說明本發(fā)明和它的實(shí)際應(yīng)用，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何一個本專業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)以上技術(shù)和方法作一定的修飾和變更當(dāng)視為等同變化的等效實(shí)施例。