一种基于5G通信的差动继电保护通信装置、系统和方法与流程

本公开涉及继电保护技术领域，特别涉及一种基于5g通信的差动继电保护通信装置、系统和方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前电力继电保护装置中的继电保护或安全自动装置常常会用到两个相关设备或多相关设备点之间的数据传送技术，目前应用中的各相关设备间的远距离继电保护一般采用载波通信、光纤通信等手段。

本公开发明人认为目前亟待解决的问题如下：(1)传输需要通过常规物理介质才能，如电力导线或者光纤，造成设备成本高；(2)装置的故障率偏高，传播介质的通道完整性直接影响装置的可靠性，信号发送装置及传输通道的任意故障点均会造成通道装置失去作用；(3)装置的成本较高，因为信号发送装置、传输介质的成本，造成价值较高；(4)装置的可靠性随着各相关节点个数及节点间距离的增长而大幅下降，目前的电力差动保护主要用在两节点线路，少量应用于三节点线路，对于多节点、长距离输电线路具有其局限性；(5)传输速率较低，多节点协同传输的能力较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信装置、系统和方法，不需要常规传播介质，装置成本大幅降低，极大的提高了传输速率，从而实现了真正的多节点协同传输和电网故障判断，提高了电力通信的可靠性和稳定性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信装置；

一种基于5g通信的差动继电保护通信装置，包括电气信息采集模块、5g通信模块和跳闸逻辑处理模块，所述电气信息采集模块用于实时采集电气设备的运行信息；

所述5g通信模块用于接收电气信息采集模块采集到的电气设备运行信息，并实现不同电气设备之间的运行信息互通；

所述跳闸逻辑处理模块用于接收5g通信模块传递来的电气设备运行信息，并判断电网的运行状态，作出正常运行或开关跳闸命令。

作为可能的一些实现方式，所述电气设备的运行信息包括开关位置、电压、电流和功率。

作为可能的一些实现方式，所述5g通信模块包括身份识别模块，所述身份识别模块用于实现不同电气设备之间的通信识别。

第二方面，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信系统；

一种基于5g通信的差动继电保护通信系统，包括本公开所述的基于5g通信的差动继电保护通信装置，每个差动保护节点设有至少一个所述通信装置。

作为可能的一些实现方式，包括多个电气设备关联组，每个关联组内至少包括两个电气设备，同一关联组的电气设备之间通过所述通信装置进行相互通信。

作为可能的一些实现方式，对电气设备关联组外的电气设备进行通信屏蔽，每个电气设备设于至少一个电气设备关联组内，不同的电气设备关联组之间进行通信屏蔽。

作为可能的一些实现方式，同一关联组内的电气设备运行信息实时可见。

第三方面，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信系统；

一种基于5g通信的差动继电保护通信系统，包括本公开所述的基于5g通信的差动继电保护通信装置，所述装置用于电气二次设备通信，所述电气二次设备通信包括主变差动保护、母线差动保护、线路差动保护、备自投装置、低频切负荷、高频切机、自动发电控制和自动电压无功控制。

作为可能的一些实现方式，所述通信装置用于能量管理系统(ems)的数据遥测、遥信和遥控中的信息通信。

第四方面，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信方法；

一种基于5g通信的差动继电保护通信方法，步骤如下：

(1)在每个差动保护节点上设置差动继电保护通信装置，并对每个电气设备设置唯一身份识别代码，实时采集各个电气设备的运行信息；

(2)建立电气设备关联组，将关联度高的电气设备关联到一个组内，同一关联组内的电气设备通过所述通信装置进行相互通信；

(3)每个电气设备上的通信装置根据接收到的相应电气设备所在的关联组内的电气设备运行信息，判断电网的运行状态，作出正常运行或开关跳闸命令。

作为可能的一些实现方式，所述步骤(2)中，所述电气设备关联组内的电气设备根据各个电气设备的唯一身份识别代码进行信息互通，对电气设备关联组外的电气设备进行通信屏蔽。

作为可能的一些实现方式，所述步骤(2)中，包括多个电气设备关联组，每个电气设备设于至少一个电气设备关联组内，不同的电气设备关联组之间进行通信屏蔽。

作为可能的一些实现方式，所述步骤(3)，每个差动保护节点上的通信装置根据接收到的关联组内的电气设备的运行信息，判断电网的运行状态，当电网运行异常时向上位机发出告警信息，并发出开关跳闸命令。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开所述的通信装置、系统和方法不需要常规传输介质，基于5g通信技术进行信息收发，可以通过公用的卫星通信技术，不需要常规传播介质，若电力导线、专用光纤等。

2、本公开所述的装置成本大幅降低，由于不需要专用传输介质，仅需要信息发送装置，减少了布设通信媒介所带来的资源消耗。

3、本公开所述的装置可靠性高，由于基于5g通信技术进行信息收发，信息通道的稳定性较高，不容易受到常规介质容易受到的恶劣天气、外力破坏、设备老化等原因的影响。

4、本公开所述的装置的易调节性能好，通过电气设备相关联关系的设定，可简单方便的改变继电保护的保护范围，本公开所述的一套装置可以加入多个相关联组，同一个开关装置既可以作为线路差动保护的跳闸开关，也可以作为母线差动保护的跳闸开关，两者互不影响。

5、本公开所述的没个电气设备设有唯一的识别码，可通过一定的匹配关系，建立关联组，相关联设备之间能够实现实时收发信息的可见性，对比不属于同一个关联组的电气设备，则他们相应的运行信息能可靠屏蔽；每个电气设备设于至少一个电气设备关联组内，不同的电气设备关联组之间进行通信屏蔽，同一关联组内的电气设备运行信息实时可见，从而实现了收发信息的保密性，极大的提高了通信中数据传输的稳定性。

6、本公开所述的装置能够同时收发各个电气设备的运行信息，满足信息的实时性，从而实现电力继电保护的及时有效的工作，极大的提高了对电气设备的保护能力。

7、本公开所述的装置采用5g通信收发模块，有效的结合了5g技术的高传输速率和低延时的特点，使得电气设备的信息采集的实时性更强，从而真正实现了继电保护的及时有效动作，极大的提高了电网故障时电气设备的保护效果。

8、本公开所述的装置采用5g通信收发模块，在实现高速率数据传输的同时，还实现了多节点以及长距离输电线路的通信，解决了目前多节点和长距离传输的时效性差的问题。

9、本公开所述的装置可以用于主变差动保护、母线差动保护、线路差动保护、备自投装置、低频切负荷、高频切机、自动发电控制和自动电压无功控制等电气二次设备的实时通信，也可以用于能量管理系统(ems)的数据遥测、遥信和遥控中的信息通信，其应用范围广，实用性强。

附图说明

图1为本公开实施例1所述的基于5g通信的差动继电保护通信装置示意图。

图2为本公开实施例2所述的基于5g通信的差动继电保护通信系统示意图。

图3为本公开实施例3所述的基于5g通信的差动继电保护通信装置示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：

如图1所述，本公开提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信装置，包括电气信息采集模块、5g通信收发模块和继电保护跳闸逻辑处理模块，所述电气信息采集模块用于实时采集电气设备的运行信息，所述电气设备的运行信息包括开关位置、电压、电流和功率，作为通信装置相互实时收发的报文，也为继电保护跳闸逻辑处理器提供判断依据。

所述5g通信收发模块用于接收电气信息采集模块采集到的电气设备运行信息，并实现不同电气设备之间的运行信息互通，可实现广连接、低延时、能耗小、大宽带，准确、及时的收发各相关节点的数据信息，确保各节点之间的信息准确无误的相互传递；

所述继电保护跳闸逻辑处理模块用于接收5g通信收发模块传递来的电气设备运行信息，并判断电网的运行状态，作出正常运行或开关跳闸命令，所述继电保护跳闸逻辑处理模块与差动保护节点上的开关连接，所述开关接收到开关跳闸命令时，作出断开动作。

所述5g通信收发模块包括身份识别模块，每个电气设备设有唯一id识别码，所述身份识别模块根据没个电气设备的识别码进行设备识别，用于实现不同电气设备之间的通信识别，以实现电气设备之间的选择通信。

实施例2：

如图2所示，本公开实施例2提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信系统；

包括本公开实施例1所述的基于5g通信的差动继电保护通信装置，每个差动保护节点上设有一个本公开实施例1所述的通信装置，包括多个电气设备关联组，每个关联组内至少包括两个电气设备，同一关联组的电气设备之间通过所述通信装置进行相互通信。

对电气设备关联组外的电气设备进行通信屏蔽，每个电气设备设于至少一个电气设备关联组内，不同的电气设备关联组之间进行通信屏蔽，同一关联组内的电气设备运行信息实时可见。

所述装置还可以用于电气二次设备通信，所述电气二次设备通信包括主变差动保护、母线差动保护、线路差动保护、备自投装置、低频切负荷、高频切机、自动发电控制和自动电压无功控制。

所述通信装置还可以用于能量管理系统(ems)的数据遥测、遥信和遥控中的信息通信。

实施例3：

如图3所示，本公开实施例3提供了一种基于5g通信的差动继电保护通信方法，步骤如下：

(1)在每个差动保护节点上设置本公开实施例1所述的差动继电保护通信装置，并对每个电气设备设置唯一身份识别代码，实时采集各个电气设备的运行信息；

(2)建立电气设备关联组，将关联度高的电气设备关联到一个组内，同一关联组内的电气设备通过所述通信装置进行相互通信；

(3)每个电气设备上的通信装置根据接收到的关联组内的电气设备的运行信息，判断电网的运行状态，作出正常运行或开关跳闸命令。

所述步骤(2)中，所述电气设备关联组内的电气设备根据各个电气设备的唯一身份识别代码进行信息互通，对电气设备关联组外的电气设备进行通信屏蔽。

所述步骤(2)中，包括多个电气设备关联组，每个电气设备设于至少一个电气设备关联组内，不同的电气设备关联组之间进行通信屏蔽。

所述步骤(3)，每个差动保护节点上的通信装置根据接收到的关联组内的电气设备的运行信息，判断电网的运行状态，当电网运行异常时向上位机发出告警信息，并发出开关跳闸命令。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。