[发明专利]适用于智能变电站二分之三接线的电能计量方法及装置

说明书

本发明涉及一种适用于智能变电站二分之三接线的电能计量方法，包括：按二分之三接线方式划分的采样间隔，高速采集母线电压、中开关电流、边开关电流，并由间隔内合并单元直接点对点传输至数字化电能表；通过光纤发送端口的物理层转发；判断合并单元的同步状态，选取合适的同步方法同步采样；然后计算线路电流采样和值，联合母线电压采样，获取二分之三接线的电量；最后通过MMS报文输出电量信息。本发明还公开了一种适用于智能变电站二分之三接线的电能计量装置。本发明避免采样值组网传输的稳定性影响二分之三接线电量计量精度，降低多间隔计量对全站时钟同步体系的依赖，增加数字化电能表的同步容错能力，提升整体电能计量的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统智能变电站计量技术领域，尤其是一种适用于智能变电站二分之三接线的电能计量方法及装置。

背景技术

智能变电站采用数字化方式传输电气采样信息，有效遏制了采集设备的重复配置，提高了变电站信息传输的灵活性，增强了变电站的数据交互与处理能力，但同时也让变电站的信息关系及功能认定复杂化，一定程度上增加了变电站现场工作的实施难度。

二分之三接线由母线间串联的三个断路器及两条出线组成，具有较高的供电可靠性和运行灵活性，是高电压等级电网中广泛采用的一种电气接线方式。正常情况下每条出线由两台断路器供电，线路电流由两台断路器的分支电流共同决定。传统变电站的二分之三接线电量计量时，线路电流通过物理合并方式实现，即将线路关联的两台断路器的采样二次电流端子物理并接，产生线路和电流；对于智能变电站，合并单元输出的采样值是数字信号，无法直接物理合并，需要通过其它手段实现电流求和及电量计算。

现阶段，智能变电站二分之三接线的电能计量方式如图1所示。所有合并单元由站内时钟源同步，每组采样间隔内的合并单元采集互感器输出信号后，同步至相同的一次采样时刻，并为数字化采样值标记统一的采样计数器；同步处理后的电压、中开关电流及边开关电流采样值数据发送至网络交换机，经数据交换后再输出至数字化电能表。数字化电能表接入所有采样间隔的数据后，按采样计数器合并计算线路电流采样值，并与电压采样值同步后计算电量信息。这种电能计量模式依赖于变电站内采样值的组网同步性，一旦变电站内采样值网络或时钟同步系统异常，均会影响其计量可靠性。现行模式的主要不足之处在于：

(1)采样值组网传输方式增加了计量系统的异常风险。采样值组网基于网络交换机实现，交换机工作异常时会产生数据丢点或传输延迟过大，均会影响电能计量的可靠性。特别的，采样值组网传输后会引入网络压力问题，在网络设计不合理、传输负荷较重或者网络设备异常时，可能会在采样值网络内产生大量无效的以太网干扰报文，影响交换机的数据处理能力，甚至导致采样值网络瘫痪，电能无法计量。

(2)严重依赖于全站时钟同步系统。组网模式下，智能设备通过全站同步的合并单元与采样计数器保证不同采样间隔数据的同步性，变电站时钟同步系统对二分之三接线的电能计量有直接影响。时钟同步源的可靠性、同步光纤的通信稳定性以及合并单元内部的同步算法精度，都可能影响采样数据的同步性。当站内同步系统故障时，电能表无法可靠获取所需的采样值，在实现原理上存在一定的缺陷。

(3)没有充分发挥智能变电站数字化计量的技术优势。现阶段的数字化电能计量系统中，电能表与变电站的站控层间主要采用传统RS485接线的DL/T 645规约实现，这种通信模式实现简单，但数据传输较慢；通过二次值传输电气采样，数据折算会损失精度；缺乏针对智能变电站过程层设备特征的信息优化，无法准确反映数字化采样值传输的异常状态。

发明内容

针对采样值组网传输引入的异常风险、计量系统对全站时钟同步系统的过度依懒以及未发挥数字化电量计量的技术优势等问题，本发明的首要目的在于提供一种满足电力系统用户对智能变电站数字化计量的可靠性要求的适用于智能变电站二分之三接线的电能计量方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种适用于智能变电站二分之三接线的电能计量方法，该方法包括下列顺序的步骤：