一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法技術

本發明專利技術公開一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，采用集成裝置實現，集成裝置分別置于縱聯光纖通道兩側，且兩側集成裝置之間進行交互的數據包括：外部時鐘的絕對時間、外部時鐘同步狀態、絕對時間與采樣時刻的時間差、初始行波到達時刻與采樣時刻時間差；方法包括：分別計算兩側集成裝置的縱聯光纖通道延時，完成縱聯光纖通道差動保護乒乓對時同步；在縱聯光纖通道差動保護乒乓對時處于同步狀態，且兩側集成裝置的外部時鐘也處于同步狀態時，獲取正常運行時兩側集成裝置的乒乓對時的采樣時刻偏差；基于上述正常運行時乒乓對時的采樣時刻偏差，在外部同步時鐘處于異常時，集成裝置自動補償采樣時刻偏差，計算行波雙端測距。

【技術實現步驟摘要】
一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法
本專利技術屬于電力系統繼電保護領域，尤其涉及集成行波測距的集成裝置的雙端時鐘自適應補償的行波測距方法，具體為一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法。
技術介紹
輸電線路故障精準測距對于運行部門快速查找故障點，縮短線路停電時間，提高系統供電可靠性具有非常重要的意義。行波測距相比阻抗法測距具有不受系統運行方式、系統振蕩、線路分布電容、電流互感器飽和、過渡電阻等因素影響的特點。現有行波測距方法主要有單端測距和雙端測距方法。單端行波測距方法不依懶于外部時鐘，缺點是單端行波測距本身存在死區，行波的反射存在衰減，在很多線路結構和故障情況無法進行單端測距，因此單端行波測距精度差或者可能存在失效的情況。雙端行波測距只需要利用線路故障產生的電流或電壓初始行波到達線路兩端的絕對時刻，即可以計算故障點到線路兩端的距離，雙端行波測距準確性和可靠性相比單端行波測距大大提高?，F有行波測距裝置均按站配置，不同廠家之間站間數據處理無法兼容，因此雙端行波測距方法在行波測距裝置中未能很好應用。本專利技術中提及的集成行波測距功能的集成裝置(以下簡稱集成裝置)，利用線路保護的縱聯光纖通道，可以交互兩側行波數據信息，從而實現雙端測距功能。由于雙端測距是捕捉線路內部故障行波到達線路兩端的絕對時刻，因此影響雙端測距測距功能的主要因素為時鐘的準確性。在保護裝置兩側中任一側時鐘異?；蛘邅G失的情況下，雙端行波測距誤差很大甚至失效，無法快速準確定位輸電線路故障位置，供電恢復時間變長。公開號CN108562829A的中國專利公開了線路保護與雙端行波測距一體化裝置的兩側時鐘同步監視方法，該方法可以實現雙端行波測距的采樣時刻同步，并實時監視兩側時鐘的偏差，保證兩側時鐘的一致性。公開號CN109696603A的中國專利公開了一種雙端行波測距的兩側外部時鐘實時監測方法，在線路保護與行波測距一體化裝置內部融合雙端行波測距功能與線路保護功能，線路保護功能實時計算通道延時并完成兩側內部時鐘同步；雙端行波測距功能共享線路保護功能的內部時鐘和通道延時信息，實現雙端行波測距的兩側外部時鐘同步，提高雙端行波測距的可靠性?，F有行波測距裝置及集成行波功能的集成裝置使用的雙端行波測距方法均依賴兩側裝置的時鐘精度，裝置時鐘的對時精度及工作狀態直接影響雙端測距的性能和精度。單純地利用差動乒乓對時來實現兩側采樣時刻同步，兩側采樣時刻同步并不能做到1us級的同步，兩側采樣時刻存在同步誤差，易受兩側裝置的差異性及通信報文的影響，所以利用差動保護的同步時鐘無法實現雙端測距功能?，F有技術在兩側同步時鐘異?；蛘邅G失的情況下，基于兩側絕對時間的雙端測距方法誤差大甚至失效，現有技術并沒有相應的解決方案。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法。該方法結合縱聯差動保護乒乓對時原理，自動補償線路兩側裝置采樣時刻的絕對時間差，在集成行波測距的線路保護一側或兩側均發生同步時鐘異?；騺G失時，雙端行波測距功能不依賴于兩側同步時鐘而仍可以正確工作。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，采用在線路保護裝置中集成行波測距功能的集成裝置實現，所述集成裝置分別置于縱聯光纖通道兩側，且兩側集成裝置之間進行交互的數據包括：外部時鐘的絕對時間、外部時鐘同步狀態、絕對時間與采樣時刻的時間差、初始行波到達時刻與采樣時刻時間差；所述方法包括：分別計算兩側集成裝置的縱聯光纖通道延時，完成縱聯光纖通道差動保護乒乓對時同步；在縱聯光纖通道差動保護乒乓對時處于同步狀態，且兩側集成裝置的外部時鐘也處于同步狀態時，獲取正常運行時兩側集成裝置的乒乓對時的采樣時刻偏差；基于上述正常運行時乒乓對時的采樣時刻偏差，在外部同步時鐘處于異常時，集成裝置自動補償采樣時刻偏差，計算行波雙端測距。具體地，所述外部同步時鐘處于異常狀態是指兩側集成裝置其中一側GPS丟失或者兩側GPS均丟失。優選地，兩側的集成裝置分為主機及從機，主機及從機分別計算縱聯光纖通道延時后，從機進行采樣時刻調整直至采樣時刻與主機同步，完成兩側差動保護采樣時刻同步。優選地，主機及從機分別計算各自的秒脈沖與采樣時刻的時間差，并將所述時間差進行實時交互，主機及從機根據所述時間差分別對兩側的外部時鐘同步狀態進行判別。優選地，主機及從機分別對兩側的外部時鐘同步狀態進行判別后，在兩側集成裝置的外部時鐘同步狀態處于正常同步狀態時，計算保護兩側集成裝置在同一縱差采樣時刻tMi,tNi所對應集成板卡的同步時鐘觸發時刻tMi_pps,tNi_pps，其中，M表示兩側中的M側，N表示兩側中的N側，進一步計算得到縱差保護乒乓對時的采樣誤差ΔtMN_s，即ΔtMN_sp＝tMi_gps-tNi_gps，ΔtMN_sp采樣誤差在兩側集成裝置處于同步狀態下每個采樣中斷進行實時更新。優選地，若M側、N側兩側集成裝置時鐘都處于同步狀態，則線路故障后兩側集成裝置雙端測距計算公式為：式中：LM為故障點到M側集成裝置的距離，LN為故障點到N側集成裝置的距離；Lset為線路長度整定值，υ為線模波速；tM_gps為故障產生的初始行波到達M側集成裝置的絕對時刻，tN_gps為故障產生的初始行波達到N側集成裝置的絕對時刻。優選地，若M側集成裝置時鐘處于同步時鐘狀態，N側集成裝置時鐘處于非同步狀態，則兩側集成裝置雙端測距計算公式為：式中：tM_sp為行波達到M側集成裝置對應的采樣時刻；ΔtN(gps_sp)為行波達到N側集成裝置行波到達時刻與采樣時刻的相對時間差。優選地，若M側集成裝置時鐘處于非同步狀態，N側集成裝置時鐘處于同步時鐘狀態，則兩側集成裝置雙端測距計算公式為：式中：tM_sp為行波達到M側集成裝置對應的采樣時刻；ΔtN(gps_sp)為行波達到N側集成裝置行波到達時刻與采樣時刻的相對時間差。優選地，若M側、N側兩側集成裝置時鐘都處于非同步狀態，則兩側集成裝置雙端測距計算公式為：與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術在線路保護裝置中集成行波測距功能，利用行波集成裝置外部時鐘同步與縱聯差動保護采樣時刻調整的同步方法相結合，自動實時補償線路兩側集成裝置采樣時刻的絕對時間差，在線路一側或兩側均發生同步時鐘異?；蛳r，雙端行波測距不依懶于兩側同步時鐘依然可以正確工作，且測距精度不受影響。附圖說明圖1為根據本專利技術實施例的雙端行波測距方法的流程示意圖；圖2為根據本專利技術實施例計算縱聯光纖通道延時的示意圖；圖3為根據本專利技術實施例兩側保護保護時鐘、延時時序狀態圖。具體實施方式下面將結合本專利技術中的附圖，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，其特征在于，采用在線路保護裝置中集成行波測距功能的集成裝置實現，所述集成裝置分別置于縱聯光纖通道兩側，且兩側集成裝置之間進行交互的數據包括：外部時鐘的絕對時間、外部時鐘同步狀態、絕對時間與采樣時刻的時間差、初始行波到達時刻與采樣時刻時間差；所述方法包括：/n分別計算兩側集成裝置的縱聯光纖通道延時，完成縱聯光纖通道差動保護乒乓對時同步；/n在縱聯光纖通道差動保護乒乓對時處于同步狀態，且兩側集成裝置的外部時鐘也處于同步狀態時，獲取正常運行時兩側集成裝置的乒乓對時的采樣時刻偏差；/n基于上述正常運行時乒乓對時的采樣時刻偏差，在外部同步時鐘處于異常時，集成裝置自動補償采樣時刻偏差，計算行波雙端測距。/n

【技術特征摘要】
1.一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，其特征在于，采用在線路保護裝置中集成行波測距功能的集成裝置實現，所述集成裝置分別置于縱聯光纖通道兩側，且兩側集成裝置之間進行交互的數據包括：外部時鐘的絕對時間、外部時鐘同步狀態、絕對時間與采樣時刻的時間差、初始行波到達時刻與采樣時刻時間差；所述方法包括：
分別計算兩側集成裝置的縱聯光纖通道延時，完成縱聯光纖通道差動保護乒乓對時同步；
在縱聯光纖通道差動保護乒乓對時處于同步狀態，且兩側集成裝置的外部時鐘也處于同步狀態時，獲取正常運行時兩側集成裝置的乒乓對時的采樣時刻偏差；
基于上述正常運行時乒乓對時的采樣時刻偏差，在外部同步時鐘處于異常時，集成裝置自動補償采樣時刻偏差，計算行波雙端測距。


2.根據權利要求1所述的一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，其特征在于，兩側的集成裝置分為主機及從機，主機及從機分別計算縱聯光纖通道延時后，從機進行采樣時刻調整直至采樣時刻與主機同步，完成兩側差動保護采樣時刻同步。


3.根據權利要求2所述的一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，其特征在于，主機及從機分別計算各自的秒脈沖與采樣時刻的時間差，并將所述時間差進行實時交互，主機及從機根據所述時間差分別對兩側的外部時鐘同步狀態進行判別。


4.根據權利要求3所述的一種時鐘自適應補償的雙端行波測距方法，其特征在于，主機及從機分別對兩側的外部時鐘同步狀態進行判別后，在兩側集成裝置的外部時鐘同步狀態處于正常同步狀態時，計算保護兩側集成裝置在同一縱差采樣時刻tMi,tNi所對應集成板卡的同步時鐘觸發時刻tMi_pps,tNi_pps，其中，M表示兩側中的M側，N表示兩側中的N側，進一步計算得到縱差保護乒乓對時的采樣誤差Δ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚剛，吳通華，鄭玉平，王小紅，洪豐，余洪，江源，鄭小江，陳國洲，劉天明，侯小凡，
申請(專利權)人：國電南瑞科技股份有限公司，南瑞集團有限公司，國電南瑞南京控制系統有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32