[发明专利]一种可灵活定义的继电保护系统及方法

说明书

本发明公开了一种可灵活定义的继电保护系统及方法，包括采集执行单元，通过监测传感器获取监测信息；用于接收保护单元根据监测信息下发的控制命令；保护单元，根据电网被保护对象的类型，将多核计算能力虚拟化为多个实时运行的保护程序，使每个保护程序根据电网被保护对象的类型从采集执行单元获得相应的采集数据，并根据采集数据进行电网保护，下发所述控制指令至采集执行单元。本发明的间隔层设备软硬件解耦，充分发挥了嵌入式多核处理器硬件实时计算支撑能力、强通信互联能力、软件虚拟化多程序并行计算能力，增强了新型保护装置的功能、性能、可靠性及适应性能力等，满足应用需求，极大提升电网安全稳定运行的能力和继电保护装置的生命力。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种可灵活定义的继电保护系统及方法。

背景技术

目前在运高压继电保护装置，在算法方面，大都采用CPU裸核直接跑算法或在简单操作系统上跑算法，而这些算法都经过数十年应用验证，属于成熟算法，算法本身的可靠性较高。如图1所示，在现有的线路保护装置中，一个CPU启动，一个CPU进行计算逻辑判断；而元件保护中，双CPU均完成启动和保护算法的功能。如距离保护，保护装置接收到电气量信息，经计算满足启动判据后，开放保护动作出口回路，同时进入保护逻辑判断流程，先通过保护算法完成选相，再根据故障相别选择合适的距离保护，再将计算结果与定值进行比较，满足判据时发跳闸信号。上述算法难以适应新型电力系统电力电子化后快速可靠的保护动作要求。在硬件方面，在运继电保护装置大都采用国外多片处理器芯片构成管理板、CPU板等板卡，分别实现管理和保护功能，硬件结构和功能僵化。随着国产多核处理器芯片应用，采用成熟算法直接移植，实现功能不减、性能不降的国产替代，但未发挥处理器芯片多核心作用，对保护性能提升不明显。继电保护装置硬件损坏，装置告警，需停电检修；而软错误发生后，装置基本不具备自恢复功能。现场经常发生继电保护运行灯正常，而装置不能传动的异常情况。在系统运维方面，存在继电保护后台监控系统，已实现与智能站保护设备进行通讯和状态监控及初步定位板卡故障，但对于装置缺乏预防性维护等高级功能。

而站域保护汇集全站实时采集信息，通过一个CPU实现保护算法程序的串行计算，信息量大、计算量大，并且由于多回路和多通道采样同步性、延时等因素，导致保护动作速度较慢，难以满足主保护速动性的要求，通常用作后备保护。

因此，按被保护对象配置单元或间隔保护的继电保护装置存在数量多、性能差、适应性低、经济性低等问题，而基于全站信息的站域保护算法存在动作速度慢、可靠性不足等问题。随着新型电力系统的发展需求，芯片技术、人工智能技术、通信技术等发展，给高性能继电保护装置带来发展机遇。

发明内容

本发明提出一种可灵活定义的继电保护系统及方法，以解决如何实现高效地进行继电保护的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种可灵活定义的继电保护系统，所述系统包括：位于过程层的采集执行单元和位于间隔层的至少一个保护单元；其中，

所述采集执行单元，与各类监测传感器和保护单元相连接，用于通过监测传感器获取监测信息，将所述监测信息发送至保护单元；用于接收保护单元根据所述监测信息下发的控制命令；

所述保护单元，用于根据电网被保护对象的类型，将多核计算能力虚拟化为多个实时运行的保护程序，使每个保护程序根据电网被保护对象的类型从采集执行单元获得相应的采集数据，并根据所述采集数据进行电网保护，下发所述控制指令至采集执行单元。

优选地，其中所述保护单元包括：位于硬件层的至少一个硬件装置、位于中间层的标准接口和位于应用层的保护程序；其中，

所述硬件装置采用嵌入式实时计算的软硬件结构，采用多核处理器进行并行运算；

标准接口用于隔离所述硬件层和应用层；