本發(fā)明公開(kāi)了一種智能廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

分布式差動(dòng)保護(hù)是指利用分布在同一塊區(qū)域的不同配網(wǎng)測(cè)控保護(hù)終端，通過(guò)光纖或4G無(wú)線(xiàn)通信，獲取區(qū)域內(nèi)進(jìn)端電流和出端電流，通過(guò)差動(dòng)保護(hù)算法，判斷當(dāng)前區(qū)域是否處于故障狀態(tài)。

分布式差動(dòng)保護(hù)是配網(wǎng)故障檢測(cè)中的一種手段，但是配網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，并且經(jīng)常發(fā)生變化，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，一旦運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化，差動(dòng)保護(hù)功能若不能實(shí)時(shí)修改定值，則會(huì)導(dǎo)致保護(hù)失靈或誤動(dòng)。目前分布式差動(dòng)保護(hù)狀況如下：

1.對(duì)于配網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境較高，不能用于過(guò)于復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，例如多源頭，多分支。

2.對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求相對(duì)穩(wěn)定，其區(qū)域內(nèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不能發(fā)生變化，1次設(shè)備更換時(shí)其設(shè)備參數(shù)不能變動(dòng)。

3.成本，因?yàn)橐坏┎渴鹆瞬顒?dòng)保護(hù)就需要獲取區(qū)域內(nèi)其他終端的運(yùn)行數(shù)據(jù)，各終端之間的距離動(dòng)輒在數(shù)公里以上，部署光纖成本太高，3G無(wú)線(xiàn)通信速度較慢，且信號(hào)不穩(wěn)定。

4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，終端可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)較少，整個(gè)區(qū)域內(nèi)的終端數(shù)據(jù)非常多，且不同廠(chǎng)家的終端其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不一樣。很多數(shù)據(jù)僅能在調(diào)試階段設(shè)置，一旦運(yùn)行更改及其麻煩，不能動(dòng)態(tài)獲取這些數(shù)據(jù)。

5.時(shí)間同步，在分布式差動(dòng)保護(hù)中，參與計(jì)算的保護(hù)通道數(shù)據(jù)來(lái)源于其他分布式終端，不可避免的面臨數(shù)據(jù)的時(shí)間同步問(wèn)題，并且對(duì)時(shí)間的精度要求很高，一旦時(shí)間同步存在誤差，保護(hù)將面臨誤動(dòng)或拒動(dòng)的情況。由于配網(wǎng)終端分布廣泛，若部署高精度對(duì)時(shí)方式，則大大提高配網(wǎng)建設(shè)成本。

因此在目前的配電領(lǐng)域，分布式差動(dòng)保護(hù)還不能大規(guī)模部署在配電網(wǎng)絡(luò)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述背景技術(shù)的不足，提供了一種基于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)，在不增加成本的前提下，保證了配電終端中分布式差動(dòng)保護(hù)功能的部署和運(yùn)行。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)，包括設(shè)置在各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的web服務(wù)器和設(shè)置在主站的云端服務(wù)器，其特征在于：

各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺(tái)終端配置web服務(wù)器，為整個(gè)由各web服務(wù)器和云端服務(wù)器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)提供分布式web服務(wù)，并部署數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)；web服務(wù)器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)web客戶(hù)端，主動(dòng)獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，所述終端數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電壓電流數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)以及goose開(kāi)入數(shù)據(jù)和goose開(kāi)出數(shù)據(jù)；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署云端服務(wù)器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專(zhuān)網(wǎng)，當(dāng)某一終端上電啟動(dòng)連上對(duì)應(yīng)的web服務(wù)器之后，云服務(wù)器將為該終端提供與當(dāng)前所有在線(xiàn)終端的連接服務(wù)和數(shù)據(jù)上傳和下載服務(wù)；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部署無(wú)線(xiàn)時(shí)鐘同步網(wǎng)，采用高精度以太網(wǎng)授時(shí)PTP協(xié)議，對(duì)云端服務(wù)器和所有終端進(jìn)行對(duì)時(shí)；

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺(tái)終端部署分布式差動(dòng)保護(hù)模塊，對(duì)獲取來(lái)的其他終端提供的終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)并存儲(chǔ)在web數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行分析，為終端保護(hù)提供通道映射，為差動(dòng)保護(hù)提供數(shù)據(jù)；其中，所述通道映射是指本配網(wǎng)終端接收相鄰配網(wǎng)終端裝置某個(gè)物理通道的數(shù)據(jù)，需要將其映射到本地的緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)通道中。

本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

在終端與終端之間采用內(nèi)部localUTC時(shí)標(biāo)，精度達(dá)到us級(jí)別。

終端啟動(dòng)后，通過(guò)VPN連上云端服務(wù)器，將自身的web配置信息上傳至云端服務(wù)器，這些配置信息包括終端的型號(hào)、地址、MAC、地理位置、終端所控制的開(kāi)關(guān)ID、終端需要投入的功能壓板，以及其它功能配置參數(shù)。

云服務(wù)器將各終端上傳來(lái)的終端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器所部署的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端數(shù)據(jù)通過(guò)web服務(wù)傳輸給各終端。

終端將云服務(wù)器傳輸過(guò)來(lái)的終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，得到該終端周?chē)渴鸬拈_(kāi)關(guān)和周?chē)K端的配置信息。

終端通過(guò)對(duì)獲取到的周?chē)渌K端web配置信息，進(jìn)行分析計(jì)算，將參與計(jì)算的保護(hù)通道與其他終端的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配和計(jì)算，形成新的通道映射和保護(hù)定值。

終端與終端之間在通過(guò)高精度以太網(wǎng)授時(shí)PTP協(xié)議由云端服務(wù)器統(tǒng)一對(duì)時(shí)后，采用內(nèi)部統(tǒng)一的localUTC時(shí)標(biāo)，即精度在1us以?xún)?nèi)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)，各終端配置的分布式差動(dòng)保護(hù)模塊將對(duì)其他終端發(fā)送的終端數(shù)據(jù)的localUTC進(jìn)行比對(duì)，接受符合時(shí)間同步的數(shù)據(jù)。

各終端配置的分布式差動(dòng)保護(hù)模塊在如下情況下需要退出保護(hù)：

(1)當(dāng)終端web服務(wù)器獲取云端服務(wù)器信息時(shí)，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入；

(2)獲取周邊終端配置信息時(shí)，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入；

(3)分布式差動(dòng)保護(hù)模塊在生成通道映射)和保護(hù)定值時(shí)，所有保護(hù)功能退出；

(4)未經(jīng)過(guò)時(shí)鐘同步并統(tǒng)一了內(nèi)部localUTC時(shí)標(biāo)的終端，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

能根據(jù)周?chē)淮位蚨卧O(shè)備變動(dòng)情況動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息和保護(hù)定值，大大減少運(yùn)維的工作量。

區(qū)域內(nèi)一次和二次設(shè)備信息不再集中存儲(chǔ)和計(jì)算，最大效率的利用了分布在區(qū)域內(nèi)的終端。

極大的增強(qiáng)了分布式差動(dòng)保護(hù)在處理設(shè)備變更和維護(hù)時(shí)的實(shí)時(shí)性和靈活性，且保證了配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

圖1為廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為接入一個(gè)新配電終端的實(shí)施案例；

圖3為配電終端二次配置參數(shù)發(fā)生變化的實(shí)施案例；

圖4為配電終端一次設(shè)備參數(shù)發(fā)生變化的實(shí)施案例。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)介紹。

如下圖1所示為廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。廣域分布式多源差動(dòng)保護(hù)管理系統(tǒng)，包括設(shè)置在各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的web服務(wù)器和設(shè)置在主站的云端服務(wù)器。各區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺(tái)終端配置web服務(wù)器，為整個(gè)由各web服務(wù)器和云端服務(wù)器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)提供分布式web服務(wù)，并部署數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)；web服務(wù)器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)web客戶(hù)端，主動(dòng)獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，所述終端數(shù)據(jù)包括實(shí)時(shí)電壓電流數(shù)據(jù)、開(kāi)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)以及goose開(kāi)入數(shù)據(jù)和goose開(kāi)出數(shù)據(jù)。

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署云端服務(wù)器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專(zhuān)網(wǎng)，當(dāng)某一終端上電啟動(dòng)連上對(duì)應(yīng)的web服務(wù)器之后，云服務(wù)器將為該終端提供與當(dāng)前所有在線(xiàn)終端的連接服務(wù)和數(shù)據(jù)上傳和下載服務(wù)；在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部署無(wú)線(xiàn)時(shí)鐘同步網(wǎng)，采用高精度以太網(wǎng)授時(shí)PTP協(xié)議，對(duì)云端服務(wù)器和所有終端進(jìn)行對(duì)時(shí)。在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的每臺(tái)終端部署分布式差動(dòng)保護(hù)模塊，對(duì)獲取來(lái)的其他終端提供的終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)并存儲(chǔ)在web數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行分析，為終端保護(hù)提供通道映射，為差動(dòng)保護(hù)提供數(shù)據(jù)；其中，所述通道映射是指本配網(wǎng)終端接收相鄰配網(wǎng)終端裝置某個(gè)物理通道的數(shù)據(jù)，需要將其映射到本地的緩沖區(qū)對(duì)應(yīng)通道中。

web服務(wù)器作為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的一個(gè)web客戶(hù)端，主動(dòng)獲取區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)其他終端提供的終端數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的快速數(shù)據(jù)交互。

在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的主站中部署的云端服務(wù)器，并為區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端配置VPN虛擬專(zhuān)網(wǎng)，當(dāng)某一終端上電啟動(dòng)連上對(duì)應(yīng)的web服務(wù)器之后，云服務(wù)器將為該終端提供與當(dāng)前所有在線(xiàn)終端的連接服務(wù)和數(shù)據(jù)上傳和下載服務(wù)。

終端啟動(dòng)后，通過(guò)VPN連上云端服務(wù)器，將自身的web配置信息上傳至云端服務(wù)器，這些配置信息包括終端的型號(hào)、地址、MAC、地理位置、終端所控制的開(kāi)關(guān)ID、終端需要投入的功能壓板，以及其它功能配置參數(shù)。云服務(wù)器將各終端上傳來(lái)的終端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器所部署的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并將區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有終端數(shù)據(jù)通過(guò)web服務(wù)傳輸給各終端。終端將云服務(wù)器傳輸過(guò)來(lái)的終端數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，得到該終端周?chē)渴鸬拈_(kāi)關(guān)和周?chē)K端的配置信息。

終端通過(guò)對(duì)獲取到的周?chē)渌K端web配置信息，進(jìn)行分析計(jì)算，將參與計(jì)算的保護(hù)通道與其他終端的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配和計(jì)算，形成新的通道映射和保護(hù)定值。

終端與終端之間在通過(guò)高精度以太網(wǎng)授時(shí)PTP協(xié)議由云端服務(wù)器統(tǒng)一對(duì)時(shí)后，采用內(nèi)部統(tǒng)一的localUTC時(shí)標(biāo)，即精度在1us以?xún)?nèi)的時(shí)鐘計(jì)數(shù)，各終端配置的分布式差動(dòng)保護(hù)模塊將對(duì)其他終端發(fā)送的終端數(shù)據(jù)的localUTC進(jìn)行比對(duì)，接受符合時(shí)間同步的數(shù)據(jù)。

各終端配置的分布式差動(dòng)保護(hù)模塊在如下情況下需要退出保護(hù)：

(1)當(dāng)終端web服務(wù)器獲取云端服務(wù)器信息時(shí)，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入；

(2)獲取周邊終端配置信息時(shí)，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入；

(3)分布式差動(dòng)保護(hù)模塊在生成通道映射)和保護(hù)定值時(shí)，所有保護(hù)功能退出；

(4)未經(jīng)過(guò)時(shí)鐘同步并統(tǒng)一了內(nèi)部localUTC時(shí)標(biāo)的終端，分布式差動(dòng)保護(hù)功能退出，就地化保護(hù)投入。

如下圖2所示，區(qū)域內(nèi)終端增加終端5，則終端5將通知云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器通知所有區(qū)域內(nèi)終端，其他終端的保護(hù)管理模塊通過(guò)計(jì)算分析決定是否需要獲取新增設(shè)備(終端5)的詳細(xì)設(shè)備信息，并根據(jù)獲取到的信息重新計(jì)算和配置保護(hù)定值和保護(hù)功能。

如下圖3所示，區(qū)域內(nèi)終端2進(jìn)入檢修狀態(tài)或者終端2所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作導(dǎo)致開(kāi)關(guān)跳閘，此時(shí)終端2會(huì)通知云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器通知所有區(qū)域內(nèi)終端，區(qū)域內(nèi)相鄰終端(終端1，終端3，終端4)的保護(hù)管理模塊將變更差動(dòng)計(jì)算邏輯，進(jìn)入檢修狀態(tài)的終端所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)將不納入差動(dòng)保護(hù)通道計(jì)算中。

如下圖4所示，區(qū)域內(nèi)終端1所涵蓋的一次設(shè)備參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，終端1需要通知云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器通知區(qū)域內(nèi)所有終端，其他終端保護(hù)管理模塊根據(jù)數(shù)據(jù)分析決定是否向此終端查詢(xún)配置信息并更新差動(dòng)保護(hù)定值。