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1、(10)申请公布号 CN 103336161 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103336161 A *CN103336161A* (21)申请号 201310219282.X (22)申请日 2013.06.05 G01R 19/00(2006.01) G01R 25/00(2006.01) G08C 23/06(2006.01) (71)申请人 南方电网科学研究院有限责任公司 地址 510080 广东省广州市越秀区东风东路 水均岗 6、 8 号粤电大厦西塔 13-20 楼 申请人 南京南瑞继保电气有限公司 云南电网公司 (72)发明人 柳勇军 白杨 李玲芳 张丹 常东旭。
2、 王良 付超 吴琛 赵斌 (74)专利代理机构 南京瑞弘专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32249 代理人 陈建和 (54) 发明名称 一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法 (57) 摘要 本发明公开一种基于光纤通信的多端振荡电 压测量方法， 对复杂电力系统失步振荡中心可能 落在的所有线路两端的变电站均安装装置， 通过 选择其中一个变电站作为主站， 由主站通过光纤 通道向其他各站发送同步采样信号， 各子站跟随 主站的同步采样信号调整各自的采样时刻， 从而 实现各站的振荡电压同步采样， 由同步采样的各 站电压计算出各站电压之间的相位关系， 进而确 定失步振荡的振荡中心。 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103336161 A CN 103336161 A *CN103336161A* 1/1 页 2 1. 一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 其特征在于 ： 对复杂电力系统失步振 荡中心可能落在的所有线路两端的变电站均安装装置， 通过选择其中一个变电站作为主 站， 由主站通过光纤通道向其他各站发送同步采样信号， 各子站跟随主站的同步采样信号 调整各自的采样时刻， 从而实现各站的振荡电压同步采样， 由同步采样的各站。
4、电压计算出 各站电压之间的相位关系， 进而确定失步振荡的振荡中心。 2. 如权利要求 1 所述的基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 其特征在于 ： 主站在 每个采样时刻发送同步信号到各子站， 并对每个采样时刻进行编码， 各子站对收到的每个 同步采样信号进行应答并返回收到的采样时刻的编码， 以便主站区分各返回的应答信号。 3. 如权利要求 1 所述的基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 其特征在于 ： 主站计 算每个同步采样信号发送时刻与各子站相应应答信号接收时刻之间的时间差 Td 主 n， 各子站 计算同步信号收到的时刻与应答信号发送时刻之间的时间差 Td 子 n， 并将该延时上传给主 站，。
5、 主站通过式计算每个通道的信号传输时间并下发给对应的子站 ； Tdn （Td 主 n-Td 子 n） 2 式 其中 n 代表不同子站对应的通道。 4. 如权利要求 1 所述的基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 其特征在于 ： 各子站 根据接收到的主站同步采样信号的时刻、 通道传输延时与自身的采样时刻的时间差计算子 站采样时刻是超前主站还是滞后主站， 并进行微调， 保持与主站采样时刻的同步。 5. 如权利要求 1 所述的基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 其特征在于 ： 各子站 将本站的正序电压在各同步采样时刻的绝对相角上送给主站， 由主站计算各子站正序电压 之间的相对相角， 主站以此能确定。
6、失步振荡时振荡中心的位置。 权 利 要 求 书 CN 103336161 A 2 1/3 页 3 一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法 技术领域 0001 本发明涉及一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法。 背景技术 0002 电力系统发生严重故障可能导致系统发生失步振荡， 为防止系统崩溃， 在系统的 联络线与电厂送出线上一般都安装有失步解列装置 ； 电力系统失步后， 电力系统中安装的 多套失步解列装置都能感受到系统的失步状态， 传统失步解列装置依靠装置安装处感受到 的电压的最低值确定失步动作范围， 由于失步时系统中各点最低电压数值受系统运行方式 影响较大， 不同安装点的失步解列装置动作范围。
7、无法准确划分， 配合起来比较困难 ； 若能精 确测量失步时振荡中心附近各母线电压的相位， 则可通过失步过程中各母线电压之间相对 相位的变化准确判断出失步振荡的振荡中心。 0003 近期基于 GPS 信号的相量测量在电力系统得到广泛应用， 由于 GPS 信号可能受到 自然条件或人为干扰， 例如雷电、 太阳风暴等， 如果发生战争， 有可能会人为发射 GPS 欺骗 信号， 对于重要的控制应用， 其可靠性相对较差。 发明内容 0004 本发明的目的是 ： 提出一种基于光纤通信， 不依赖外部信号的可靠的振荡电压测 量方法， 由测量的电压计算出各站电压之间的相位关系， 进而确定失步振荡的振荡中心。 000。
8、5 为了达到上述目的， 本发明的解决方案是 ： 0006 一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 对复杂电力系统失步振荡中心可能 落在的所有线路两端的变电站均安装装置， 通过选择其中一个变电站作为主站， 由主站通 过光纤通道向其他各站发送同步采样信号， 各子站跟随主站的同步采样信号调整各自的采 样时刻， 从而实现各站的振荡电压同步采样， 由同步采样的各站电压计算出各站电压之间 的相位关系， 进而确定失步振荡的振荡中心。 0007 主站在每个采样时刻发送同步信号到各子站， 并对每个采样时刻进行编码， 各子 站对收到的每个同步采样信号进行应答并返回收到的采样时刻的编码， 以便主站区分各返 回的应。
9、答信号。 0008 主站计算每个同步采样信号发送时刻与各子站对应应答信号收到时刻之间的时 间差 Td 主 n， 各子站计算同步信号收到的时刻与应答信号发送时刻之间的时间差 Td 子 n， 并将 该延时上传给主站， 主站通过式计算每个通道的信号传输时间并下发给对应的子站。 0009 Tdn （Td 主 n-Td 子 n） 2 式 0010 其中 n 代表不同子站对应的通道。 0011 各子站根据接收到的主站同步采样信号的时刻、 通道传输延时与自身的采样时刻 的时间差计算子站采样时刻是超前主站还是滞后主站， 并进行微调， 保持与主站采样时刻 的同步。 0012 各子站将本站的正序电压在各同步采样时。
10、刻的绝对相角上送给主站， 由主站计算 说 明 书 CN 103336161 A 3 2/3 页 4 各子站正序电压之间的相对相角， 主站以此能确定失步振荡时振荡中心的位置。 0013 采用上述方案后， 本发明的有益效果是 ： 通过光纤通信实现失步断面附近各站振 荡电压的同步采样， 可精确定位振荡中心的位置， 简化了安装在失步断面附近不同站的失 步解列装置之间的动作范围划分问题， 该方法不不依赖外部提供时钟源， 不受外界干扰的 影响， 可靠性很高。 附图说明 0014 图 1 是系统构成示意图 ； 0015 图 2 是通道传输时间计算示意图 ； 0016 图 3 是子站采样间隔调整示意图。 具体。
11、实施方式 0017 以下将结合附图， 对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。 0018 本发明提供一种基于光纤通信的多端振荡电压测量方法， 如图 1 所示， 对复杂电 力系统失步断面附近的各站， 通过选择其中一个站作为主站， 由主站通过光纤通道向其他 各站发送同步采样信号， 各子站跟随主站的同步采样信号调整各自的采样时刻， 从而实现 各站的振荡电压同步采样， 由同步采样的各站电压计算出各站电压之间的相位关系， 进而 确定失步振荡的振荡中心。 0019 主站在每个采样时刻发送同步信号到各子站， 并对每个采样时刻进行编码， 各子 站对收到的每个同步采样信号进行应答并返回收到的采样时刻的编码， 。
12、以便主站区分各返 回的应答信号。 0020 主站计算每个同步采样信号发送时刻与各子站对应应答信号收到时刻之间的时 间差 Td 主 n， 各子站计算同步信号收到的时刻与应答信号发送时刻之间的时间差 Td 子 n， 并将 该延时上传给主站， 主站计算每个通道的信号传输时间并下发给对应的子站。 0021 如图 2 所示， 假设主站在 T1 时刻向子站 n 发送了一个同步采样信号， 子站 n 在 T2 时刻收到该信号， 在 T3 时刻发送了返回信号， 主站在 T4 时刻收到了子站 n 的返回信号， 则 0022 Td 主 n T4-T1 式 0023 Td 子 n T3-T2 式 0024 子站 n 。
13、的通道传输时间计算如式所示 ： 0025 Tdn （Td 主 n-Td 子 n） 2 式 0026 其中 n 代表不同子站对应的通道。 0027 各子站根据接收到的主站同步采样信号的时刻、 通道传输延时与自身的采样时刻 的时间差计算子站采样时刻是超前主站还是滞后主站， 并进行微调， 保持与主站采样时刻 的同步。 0028 如图 3 所示， 假设主站到某子站的通道传输延时为 Td， 采样间隔为 Ts， T 为小于 Ts 且满足式 ： 0029 T Td-nTs 式 0030 其中 n 为整数 0031 当 T=T 时， 子站与主站采样完全同步， 不需要调整， 当 TT 时， 子站采样落后主站 说。
14、 明 书 CN 103336161 A 4 3/3 页 5 采样， TT 时， 子站采样超前主站采样， 都需要进行微调。 0032 各子站将本站的正序电压在各同步采样时刻的绝对相角上送给主站， 由主站计算 各子站正序电压之间的相对相角， 主站以此可确定失步振荡时振荡中心的位置， 此计算采 用现有技术。 0033 以上实施例仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡是 按照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发明保护范围 之内。 说 明 书 CN 103336161 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103336161 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103336161 A 7 。