基于自适应丢包的采样值报文估计算法及其误差分析 self-adaption packet-loss-based sampled value estimation algorithm and its error analysis.pdfVIP

第37卷第4期 V01．37 电力系统自动化 No．4 2013年2月25日 AutomationofElectricPower Feb．25，2013 Systems DoI：10．7500／AEPS201110018 基于自适应丢包的采样值报文估计算法及其误差分析 张志丹，黄小庆，何 杰，杨 漾，曹一家 (湖南大学电气与信息工程学院，湖南省长沙市410082) 摘要：为解决变电站采样值(SAV)报文容易发生延迟或丢失的问题，提出了一种基于自适应丢包 的SAV报文估计算法。针对SAV报文的传输特点，应用拉格朗日插值算法，重点研究了二次 SAV报文估计算法的实现流程与同步插值时刻选取方法。利用PSCAD中得到的单相接地故障 仿真实验数据，通过MATLAB软件对SAV报文估计算法的估计准确度进行了验证，并对估计误 差进行了详细分析。结果表明，应用该算法对多个SAV报文估计具有较高的准确度。因此，将该 算法嵌入到常规继电保护算法中，可以有效解决SAV报文发生延迟或丢失带来的安全隐患，有利 于维持变电站的稳定、可靠运行。 61850 关键词：智能变电站；采样值估计；拉格朗日插值；IEC 0 引言 SAV进行数据抽取的方法，但主要侧重于插值方法 的误差分析及谐波对插值方法的影响，对插值的具 智能变电站作为下一代变电站的发展方向，是 体实现流程没有进行详细研究；文献[11一iz]提出了 建设智能电网的物理基础和要求[1]。智能变电站中 应用二次插值理论来解决二次智能电子设备(IED) 过程层开关设备与间隔层保护控制设备之间的通信 数据采样不同步的问题，但是对同步插值时刻的选 方式主要采用过程总线通信[2j。采样值(SAV)报 取等关键问题并没有进行详细论述；文献[13]也对 文是过程总线通信网络上传输的一类重要报文，必 SAV报文的估计方法进行了初步研究。 须保证其在规定的3～4ms内完成传输[3]，否则将 为解决SAV报文不可靠传输带来的潜在安全 可能造成停电事故的发生，不利于变电站的安全、稳 问题，本文提出了基于自适应丢包的SAV报文估 定运行。 计算法，研究了丢失不同数量报文的情况下同步插 为保证SAV报文的快速传输，在通信协议上 值时刻的确定方法，利用仿真得到的电网单相接地 规定将其从应用层直接映射到数据链路层，以减少 故障波形，对算法的估计准确度进行了评估，并详细 TCP／IP及高层协议开销造成的延时。然而，这种 分析了评估结果和误差原因。该研究对解决变电站 简化会造成报文传输的可靠性降低，对于周期性的 中由于SAV报文丢失或延迟所造成的安全隐患具 SAV报文，其数据稳定且量大[4]，因此，不宜像通用