用于检测信道延迟非对称性的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测传输线路保护装置之间的信道延迟非对称性的方法和装置。该方法包括：重复地计算在信道不同路径上的保护装置的时钟之间的时钟误差以及通信延迟；将最新计算的时钟误差和通信延迟分别与先前计算的时钟误差和通信延迟进行比较；如果所计算的时钟误差的变化值超过第一阈值或者任意路径上所计算的通信延迟的变化值超过第二阈值；则确定发生了通道转换；以及如果通道转换后所计算的不同路径的通信延迟之间的差异值超过第三阈值，则确定该通道延迟是非对称的。

【技术实现步骤摘要】
用于检测信道延迟非对称性的方法和装置本申请是申请号为200980162766.7、申请日为2009年12月31日、名称为“用于检测信道延迟非对称性的方法和装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及传输线路保护系统的通信技术。尤其涉及用于检测信道延迟非对称性的方法和装置，并且确保线路差动保护装置被精确地同步。
技术介绍
数字化线路电流差动保护已经成为最受欢迎的传输线路保护之一。这主要是由于其简洁和清晰的特性。线路差动保护具有天然的分相动作能力、不受系统震荡的影响、适用于弱馈线落(in-feed)，并且适用于多端线路等特点。通信技术的发展甚至促进了线路差动保护更加广泛的应用。在数字化线路差动保护中，电流采样信号是由在地理位置上相互分离的保护装置(如IEDs)获取的。来自不同保护装置(通常位于不同的线端)采样的电流信号在相互比较之前需要被同步(也被称为时间协调)，从而避免引入误差。来自不同保护装置采样信号的同步(在本专利技术中，称为不同保护装置之间的同步)必须非常准确，否则同步误差可以导致线路电流差动保护严重的误动作。在50Hz的交流系统中，0.1ms的误差会给操作电流带来近3％的最大幅值误差；同时1ms的误差会带来近31％的最大幅值误差。在60Hz的系统中，相应的误差分别达到近4％和38％(参见ABB技术参考手册线路差动保护RED670，以及PhilBeaumont、GarethBaber等发表的“LineCurrentDifferentialRelaysOperatingoverSDH/SONETNetworks”,PAC,summer2008)。当前，大多数的线路差动继电器采用所谓“回声算法”(也被称为“乒乓算法”)以确保同步。接下来通过一个回声算法流程来简要介绍其原理：如图1所示，A和B代表两个保护装置。并且该保护通过发送和接收消息来互相通信。保护B在其内部时间T1时刻发送消息给保护A。保护A在其内部时钟时间T2时刻接收该消息。类似的，保护A在其内部时间T3时刻向保护B发送消息，并且保护B在其内部时间T4时刻接收该消息。因此，时间T2和T3被用作保护A内部时钟的参照，而时间T1和T4被用作保护B内部时钟的参照。由此计算在两保护之间消耗的通信时间。时间T2和T3被从保护A传送到保护B(反之依然)。假设在两保护之间发送和接收的延迟是相等的(也被称为对称的通道延迟)。保护B接下来计算通信延迟时间Td(从保护A到保护B或者从保护B到保护A)以及保护A和保护B的参考时钟之间的时钟误差Δt。通过在电流差动算法执行之前修改从远端采样的信号，或者通过执行采样时间控制以达到两个保护的采样时刻被同步，时钟误差Δt和通信延迟随后被用于同步采样的信号。能够通过许多传统方式来实现同步操作，例如高厚磊、江世芳等于1996年9月《电力系统自动化》第20卷发表的“数字电流差动保护中几种采样同步方法”。所计算的时钟误差Δt和通信延迟必须非常准确以确保同步的准确性。然而，在上述传统的回声算法中对称通道延迟的假设并非一直有效。广受欢迎的同步数字架构/同步光网络(SDH/SONET，SynchronousDigitalHierarchy/SynchronousOpticalNetwork)的应用尤其如此。通过使用自修复环形架构来重新配置和维护服务，SDH/SONET能够避免网络故障。通信环中的自修复或自转换结构可以是“单向的”或者“双向的”。在单向转换的情况下，仅仅是故障路径被转换到相反方向；同时非故障路径保持其原始路线。在双向转换情况下，当环上发生故障，发送和接收的线路都被转换为沿着环的、相同的反方向。不同之处在于，双向转换对于同样转换的发送和接收路径来说，将保持相同的信号通信延迟；而单向转换可能会在发送和接收线路上引入永久的、非对称的通信延迟。然而，需要说明的是，虽然双向转换不会引入永久性的、非对称德通信延迟，但是所引入的暂态延迟能够达到50ms或者甚至更长。当通道延迟为非对称的(即发送和接收信号的延迟不同)并且该非对称性未被保护检测到，基于对称的通信延迟假设的传统回声算法将不再有效，而且差动保护保护将处于误动作的高风险中。因此，无论通道延迟是对称的还是非对称的情况下，都能确保同步的可靠方法是非常重要并迫切需要的。一些用以解决非对称通信延迟的问题的方法已经被提出来了。基于GPS(或其它外部时钟，如北斗卫星导航系统，伽利略等)的方法被提出来了。以基于外部时钟的方法为例，GPS接收器模块被嵌入每一个保护中，采用外部时钟来同步其本地时钟。然而，在实际中，GPS信号并非一直都被保护完美地或准确地接收到。安装GPS天线需要格外小心。否则，GPS信号的接收可能被中断。误操作(例如现场工程师不小心切断了电缆或天线)或者不利的环境(例如，离海滩太近的天线被水腐蚀了或者被军事GPS干扰了)也会导致信号接收不可靠。在上述描述的状况下，保护可能会丧失容忍通信延迟非对称性的能力。如上述段落所述，现有的方法在许多情况下是不可靠的。因此，迫切需要提供一种方法，其能够可靠地检测通道延迟非对称性并且确保无论通道延迟是同步还是非同步情况下都能准确地同步。
技术实现思路
本专利技术提出了一种方法，用以检测通信延迟非对称性并且确保线路差动保护装置准确地同步。根据本专利技术的一个优选实施例，其提供了一种用于检测传输线路保护装置间的信道延迟非对称性的方法。该方法包括：重复地计算保护装置的时钟之间的时钟误差以及该信道不同路径上的通信延迟；将最新计算的时钟误差和通信延迟分别与先前计算的时钟误差和通信延迟进行比较；如果所计算的时钟误差的变化值超过第一阈值或者任意路径上所计算的通信延迟的变化值超过第二阈值；则确定发生了通道转换；以及如果通道转换后所计算的不同路径的通信延迟之间的差异超过第三阈值，则确定该通道延迟是非对称的。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，基于数据发送与接收路径的通信延迟之间的差异来计算该时钟误差和通信延迟；以及基于所计算的时钟误差和通信延迟，同步由保护装置采样的信号。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，该方法进一步包括：基于该通道转换前所计算的时钟误差，计算该通道转换后发送和接收路径上的通信延迟；以及计算该通道转换后发送和接收路径的通信延迟之间的差异。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，该方法进一步包括：将通道转换后所计算的通信延迟与通道转换前所计算的通信延迟进行比较；如果所计算的路径的通信延迟的变化值小于第四阈值，识别该通信路径未被转换；通过未被转换的信道的通信延迟来调整时钟误差；以及通过所调整的时钟误差，调整数据发送和接收路径的通信延迟。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，该方法进一步包括：计算所计算的时钟误差的平均值、所计算的数据发送路径的通信延迟的平均值、所计算的数据接收路径的通信延迟的平均值；将最新计算的时钟误差与所计算的时钟误差的平均值进行比较；以及将最新计算的通信延迟与所计算的通信延迟的平均值进行比较。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，该方法进一步包括：计算所计算的发送路径的通信延迟的平均值、所计算的接收路径的通信延迟的平均值；计算发送路径和接收路径的通信延迟的平均值之间的差异。根据本专利技术的另一优选实施例，其中，该方法进一步包括：计算在通道转换前所计算的通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测传输线路保护装置间的信道延迟非对称性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：重复地计算保护装置的时钟之间的时钟误差以及该信道不同路径上的通信延迟；将最新计算的时钟误差和通信延迟分别与先前计算的时钟误差和通信延迟进行比较；如果所计算的时钟误差的变化值超过第一阈值或者任意路径上所计算的通信延迟的变化值超过第二阈值；则确定发生了通道转换；以及如果通道转换后所计算的不同路径的通信延迟之间的差异超过第三阈值，则确定该通道延迟是非对称的。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测传输线路保护装置间的信道延迟非对称性的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：重复地计算保护装置的时钟之间的时钟误差以及该信道不同路径上的通信延迟；将最新计算的时钟误差和通信延迟分别与先前计算的时钟误差和通信延迟进行比较；如果所计算的时钟误差的变化值超过第一阈值或者任意路径上所计算的通信延迟的变化值超过第二阈值；则确定发生了通道转换；以及如果通道转换后所计算的不同路径的通信延迟之间的差异超过第三阈值，则确定该通道延迟是非对称的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于数据发送与接收路径的通信延迟之间的差异来计算该时钟误差和通信延迟；以及该方法进一步包括：基于所计算的时钟误差和通信延迟，同步由保护装置采样的信号。3.根据权利要求1或2所述的方法，确定该些通道延迟是非对称的步骤包括：基于该通道转换前所计算的时钟误差，计算该通道转换后发送和接收路径上的通信延迟；以及计算该通道转换后发送和接收路径的通信延迟之间的差异。4.根据权利要求3所述的方法，计算该通道转换后的通信延迟的步骤进一步包括：将通道转换后所计算的通信延迟与通道转换前所计算的通信延迟进行比较；如果所计算的路径的通信延迟的变化值小于第四阈值，识别该通信路径未被转换；通过未被转换的信道的通信延迟来调整时钟误差；以及通过所调整的时钟误差，调整数据发送和接收路径的通信延迟。5.根据权利要求1所述的方法，比较时钟误差和通信延迟的步骤进一步包括：计算所计算的时钟误差的平均值、所计算的数据发送路径的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏斌，李幼仪，托尔比约恩·埃纳尔松，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH