本發(fā)明屬于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)變電站保護(hù)按間隔配置，對(duì)于典型的35kV變電站，通常配置35kV出線保護(hù)、10kV出線保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)和非電量保護(hù)、電容器保護(hù)等等，一般不配母差保護(hù)，母線故障通常由變壓器后備保護(hù)動(dòng)作切除。上述配置節(jié)省了一套母差保護(hù)，缺點(diǎn)是母線故障不能快速切除故障。另一方面，若主變過(guò)載需聯(lián)切線路負(fù)荷，常規(guī)保護(hù)需增加變壓器保護(hù)出口，并連接到相應(yīng)線路的斷路器跳閘回路，將大大增加變壓器保護(hù)裝置硬件復(fù)雜度和站內(nèi)二次回路接線工作量。

隨著數(shù)字化變電站的逐步推廣，通信技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展和計(jì)算機(jī)處理能力的快速提高，基于光纖以太網(wǎng)的站域保護(hù)應(yīng)運(yùn)而生。中國(guó)電力科學(xué)院于2013年?duì)款^完成了《Q/GDW 11053—2013站域保護(hù)控制系統(tǒng)檢驗(yàn)規(guī)范》。該規(guī)范規(guī)定站域保護(hù)控制系統(tǒng)為“由一臺(tái)或若干臺(tái)裝置構(gòu)成，基于智能變電站網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，綜合利用站內(nèi)多間隔線路、元件的電氣量、開關(guān)量信息，采用網(wǎng)采網(wǎng)跳方式實(shí)現(xiàn)安全自動(dòng)控制功能及站內(nèi)保護(hù)冗余、優(yōu)化、補(bǔ)充的系統(tǒng)”，并規(guī)定了“站域保護(hù)控制系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)根據(jù)需要選配以下保護(hù)控制功能：a)冗余保護(hù)功能：包括含重合閘功能的線路后備距離保護(hù)、線路后備零序方向過(guò)流保護(hù)及母聯(lián)分段過(guò)流保護(hù)，作為單套配置保護(hù)的冗余保護(hù)功能；b)優(yōu)化后備保護(hù)功能：包括110kV失靈保護(hù)、基于GOOSE信息的低壓簡(jiǎn)易母線保護(hù)及加速主變低壓側(cè)過(guò)流保護(hù)；c)安全自動(dòng)控制功能：包括低周減載、低壓減載、主變過(guò)負(fù)荷聯(lián)切及站域備自投功能?！薄?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)及方法，解決了變電站內(nèi)各間隔對(duì)應(yīng)保護(hù)終端的同步采樣問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)，包括變電站站域保護(hù)主機(jī)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，所有變電站間隔所對(duì)應(yīng)的保護(hù)采集終端均通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和變電站站域保護(hù)主機(jī)相連；

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包括OLT光線路終端、數(shù)個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元、數(shù)個(gè)分光器和單模光纖，所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元均通過(guò)單模光纖連接一個(gè)分光器，所有分光器均通過(guò)單模光纖連接OLT光線路終端，OLT光線路終端連接變電站站域保護(hù)主機(jī)，每一個(gè)所述保護(hù)采集終端均連接一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元。

所述OLT光線路終端設(shè)于變電站站域保護(hù)主機(jī)內(nèi)。

所述ONU光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)于保護(hù)采集終端內(nèi)。

所述保護(hù)采集終端的型號(hào)為智能采集控制終端APCU-1000。

與所述的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)配套的保護(hù)方法，包括如下步驟：

步驟1：設(shè)定IEC61850協(xié)議中設(shè)有SMV報(bào)文、GOOSE報(bào)文和MMS報(bào)文；對(duì)所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行編號(hào)，設(shè)定每一個(gè)輪詢周期Tdba均包括高帶寬授權(quán)窗口G和低帶寬授權(quán)窗口Gs，高帶寬授權(quán)窗口G根據(jù)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的編號(hào)依次劃分為數(shù)個(gè)高優(yōu)先授權(quán)窗口，每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)高優(yōu)先授權(quán)窗口，低帶寬授權(quán)窗口Gs根據(jù)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的編號(hào)依次劃分為數(shù)個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口，每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口；設(shè)定第N輪詢周期Tdba為任意一個(gè)輪詢周期Tdba，第N+1輪詢周期Tdba為緊接著第N輪詢周期Tdba之后的一個(gè)輪詢周期Tdba；

步驟2：在每個(gè)輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端給每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元下發(fā)兩次GATE授權(quán)：第一次下發(fā)的GATE授權(quán)包括最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)，所述最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為SMV報(bào)文；第二次下發(fā)的GATE授權(quán)包括中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)，所述中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為GOOSE報(bào)文，所述低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為MMS報(bào)文；

步驟3：在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，任意一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元在對(duì)應(yīng)的高優(yōu)先授權(quán)窗口內(nèi)，首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到該ONU光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文至該ONU光網(wǎng)絡(luò)單元；

步驟4：在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端收到所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，統(tǒng)計(jì)所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)帶寬申請(qǐng)，統(tǒng)籌分配帶寬，并將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬信息的下發(fā)時(shí)間安排在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)的低帶寬授權(quán)窗口Gs內(nèi)；

步驟5：在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)的每一個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬信息下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU光網(wǎng)絡(luò)單元。

所述OLT光線路終端按SMV報(bào)文、GOOSE報(bào)文和MMS報(bào)文的三種優(yōu)先級(jí)依次完成對(duì)三種類型業(yè)務(wù)的帶寬分配：高優(yōu)先級(jí)SMV報(bào)文業(yè)務(wù)帶寬單獨(dú)用一個(gè)GATE授權(quán)報(bào)文下發(fā)；中優(yōu)先級(jí)GOOSE報(bào)文和低優(yōu)先級(jí)MMS報(bào)文業(yè)務(wù)帶寬合并到一個(gè)GATE授權(quán)中進(jìn)行下發(fā)。

本發(fā)明所述的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)及方法，解決了變電站內(nèi)各間隔對(duì)應(yīng)保護(hù)終端的同步采樣問題；本發(fā)明各終端實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)和站域保護(hù)主機(jī)實(shí)現(xiàn)跨間隔保護(hù)相結(jié)合，既簡(jiǎn)化了站內(nèi)保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)，又提高了整站保護(hù)可靠性、快速性、靈敏性和快速性；本發(fā)明解決了IEC61850協(xié)議中SMV、GOOSE和MMS報(bào)文對(duì)于通信快速性、可靠性的協(xié)調(diào)問題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的電氣圖；

圖2是本發(fā)明的時(shí)序流程圖；

圖中：保護(hù)采集終端1、變電站站域保護(hù)主機(jī)2、分光器3、單模光纖4。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

如圖1所示的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)，包括變電站站域保護(hù)主機(jī)2和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，所有變電站間隔所對(duì)應(yīng)的保護(hù)采集終端1均通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和變電站站域保護(hù)主機(jī)2相連；

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包括OLT光線路終端、數(shù)個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元、數(shù)個(gè)分光器3和單模光纖4，所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元均通過(guò)單模光纖4連接一個(gè)分光器3，所有分光器3均通過(guò)單模光纖4連接OLT光線路終端，OLT光線路終端連接變電站站域保護(hù)主機(jī)2，每一個(gè)所述保護(hù)采集終端1均連接一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元。

所述OLT光線路終端設(shè)于變電站站域保護(hù)主機(jī)2內(nèi)。

所述ONU光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)于保護(hù)采集終端1內(nèi)。

所述保護(hù)采集終端1的型號(hào)為智能采集控制終端APCU-1000。

所述變電站間隔包括變電站設(shè)計(jì)及建設(shè)中，將按照進(jìn)線、主變高壓、主變低壓、主變、低壓出線等部分分別組合而成，每部分稱為一個(gè)間隔。

本發(fā)明所有保護(hù)采集終端均實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)和站域保護(hù)主機(jī)實(shí)現(xiàn)跨間隔保護(hù)相結(jié)合。就地保護(hù)功能包括不依賴于通道的線路保護(hù)、變壓器高低壓后備保護(hù)和電容器保護(hù)功能。主機(jī)實(shí)現(xiàn)全站跨間隔保護(hù)包括母差保護(hù)、主變差動(dòng)和備自投。

實(shí)施例二：

與實(shí)施例一所述的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)配套的保護(hù)方法是在實(shí)施例一所述的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，包括如下步驟：

步驟1：設(shè)定IEC61850協(xié)議中設(shè)有SMV報(bào)文、GOOSE報(bào)文和MMS報(bào)文，SMV報(bào)文具有高優(yōu)先級(jí)，GOOSE報(bào)文具有中優(yōu)先級(jí)，MMS報(bào)文具有低優(yōu)先級(jí)；對(duì)所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行編號(hào)，設(shè)定每一個(gè)輪詢周期Tdba均包括高帶寬授權(quán)窗口G和低帶寬授權(quán)窗口Gs，高帶寬授權(quán)窗口G根據(jù)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的編號(hào)依次劃分為數(shù)個(gè)高優(yōu)先授權(quán)窗口，每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)高優(yōu)先授權(quán)窗口，低帶寬授權(quán)窗口Gs根據(jù)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的編號(hào)依次劃分為數(shù)個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口，每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口；設(shè)定第N輪詢周期Tdba為任意一個(gè)輪詢周期Tdba，第N+1輪詢周期Tdba為緊接著第N輪詢周期Tdba之后的一個(gè)輪詢周期Tdba，如圖2所示，圖2為一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)中擁有兩個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的實(shí)施例，設(shè)定第一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元為ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元，第二個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元為ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元；設(shè)定G1窗口為在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的高優(yōu)先授權(quán)窗口，Gs1為在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的低優(yōu)先授權(quán)窗口；設(shè)定G2窗口為在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的高優(yōu)先授權(quán)窗口，Gs2為在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的低優(yōu)先授權(quán)窗口；

圖2中，Tup表示高帶寬授權(quán)窗口G，Tdown表示低帶寬授權(quán)窗口Gs，輪詢周期Tdba＝Tup+Tdown；在一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)初始化時(shí)，Tup＝Tdba÷2；R1表示ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文，R2表示ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文；SV1表示ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的SMV報(bào)文，SV2表示ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的SMV報(bào)文；GOOSE1表示ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的GOOSE報(bào)文，GOOSE2表示ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的GOOSE報(bào)文，MMS1表示ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的MMS報(bào)文，MMS2表示ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的MMS報(bào)文；

步驟2：在每個(gè)輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端給每一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元下發(fā)兩次GATE授權(quán)：第一次下發(fā)的GATE授權(quán)包括最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)，所述最高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為SMV報(bào)文；第二次下發(fā)的GATE授權(quán)包括中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)，所述中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為GOOSE報(bào)文，所述低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)為MMS報(bào)文；

步驟3：在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，任意一個(gè)ONU光網(wǎng)絡(luò)單元在對(duì)應(yīng)的高優(yōu)先授權(quán)窗口內(nèi)，首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到該ONU光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文至該ONU光網(wǎng)絡(luò)單元；

如圖2所示，在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文G1至ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文G2至ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬授權(quán)報(bào)文Gs1下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬授權(quán)報(bào)文Gs2下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元；

步驟4：在第N輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端收到所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，統(tǒng)計(jì)所有ONU光網(wǎng)絡(luò)單元的中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)帶寬申請(qǐng)，統(tǒng)籌分配帶寬，并將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬信息的下發(fā)時(shí)間安排在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)的低帶寬授權(quán)窗口Gs內(nèi)；

步驟5：在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)的每一個(gè)低優(yōu)先授權(quán)窗口內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬信息下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU光網(wǎng)絡(luò)單元。

如圖2所示，在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)，ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文G'1至ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)，ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元首先上傳SMV報(bào)文，并在上傳SMV報(bào)文之后緊接著上傳一個(gè)REPORT報(bào)文，OLT光線路終端收到ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元上傳的REPORT報(bào)文后，首先對(duì)SMV報(bào)文帶寬申請(qǐng)立即進(jìn)行分配，并下發(fā)一個(gè)授權(quán)報(bào)文G'2至ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬授權(quán)報(bào)文Gs'1下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU1光網(wǎng)絡(luò)單元；

在第N+1輪詢周期Tdba內(nèi)，OLT光線路終端將中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)和低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)分配的帶寬授權(quán)報(bào)文Gs'2下發(fā)給該低優(yōu)先授權(quán)窗口對(duì)應(yīng)的ONU2光網(wǎng)絡(luò)單元；

所述OLT光線路終端按SMV報(bào)文、GOOSE報(bào)文和MMS報(bào)文的三種優(yōu)先級(jí)依次完成對(duì)三種類型業(yè)務(wù)的帶寬分配：高優(yōu)先級(jí)SMV報(bào)文業(yè)務(wù)帶寬單獨(dú)用一個(gè)GATE授權(quán)報(bào)文下發(fā)；中優(yōu)先級(jí)GOOSE報(bào)文和低優(yōu)先級(jí)MMS報(bào)文業(yè)務(wù)帶寬合并到一個(gè)GATE授權(quán)中進(jìn)行下發(fā)。

本發(fā)明所述的一種基于EPON的變電站站域保護(hù)系統(tǒng)及方法，解決了變電站內(nèi)各間隔對(duì)應(yīng)保護(hù)終端的同步采樣問題；本發(fā)明各終端實(shí)現(xiàn)就地保護(hù)和站域保護(hù)主機(jī)實(shí)現(xiàn)跨間隔保護(hù)相結(jié)合，既簡(jiǎn)化了站內(nèi)保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)，又提高了整站保護(hù)可靠性、快速性、靈敏性和快速性；本發(fā)明解決了IEC61850協(xié)議中SMV、GOOSE和MMS報(bào)文對(duì)于通信快速性、可靠性的協(xié)調(diào)問題。