基于5G技术的配电网差动保护状态全面感知模型.pdf
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1、Microcomputer Applications Vol.39,No.8,2023文章编号:10 0 7-7 57 X(2 0 2 3)0 8-0 16 1-0 4基于5G技术的配电网差动保护状态全面感知模型研究与设计微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第8 期孙洪波(国网山东省电力公司滨州供电公司,山东,滨州2 56 6 10摘要:针对配电网在差动保护状态下难以全面感知电网状态的问题,提出基于5G技术的配电网差动保护状态全面感知模型。将主站数据经过完全隔离区隔离后,经由5G无线通信网传送至基站;采用MEC的数据分流功能,将电力业务从基站或城域网,实行分流至电力通信专网,对数据实行处理后
2、经由MEC返回保护设备并执行保护动作;采用乒乓对时法结合采样时刻调整法,对数据进行精确同步,完成配电网差动保护状态感知。实验结果表明该模型可有效完成配电网差动保护状态全面感知,数据处理速度较快,完成2 9 7 GB数据分流仅需5s,平均延时为0.18 s,信道利用率均在9 5%,具有一定优势。关键词:5G技术;配电网;差动保护;状态感知;通信专网;数据同步中图分类号:TP923文献标志码:AA Comprehensive Sensing Model of Differential Protection Statein Distribution Network Based on 5G Techn
3、ologySUN Hongbo(State Grid Shandong Electric Power Compary Binzhou Power Supply Company,Binzhou 256610,China)Abstract:Aiming at the problem that it is difficult to fully perceive the state of distribution network under the condition of dif-ferential protection,a comprehensive state perception model
4、of distribution network differential protection based on 5G technol-ogy is proposed.The data of the master station are isolated through the complete isolation area,and then transmitted to thebase station through 5G network.The data diversion function of MEC is used to divert the power business from
5、the base sta-tion or man to the power communication special network,and the data are processed and returned to the protection equipmentthrough MEC to perform the protection action.The ping-pong timing method combined with the sampling time adjustmentmethod is used to accurately synchronize the data.
6、Finally,the state sensing of differential protection in distribution network iscompleted.The experimental results show that the model can effectively realize the overall sensing of the differential protectionstatus of distribution network,and the data processing speed is fast.It takes only 5 s to co
7、mplete the 297 GB data shunting,with an average delay of o.18 s and a channel utilization rate of 95%,which has certain advantages.Key words:5G technology;distribution network;differential protection;state perception;private communications network;data synchronization征检测中,利用低频带故障电流信号的极性关系,完成配电0引言网线路
8、的差动保护,但该模型的吞吐量较低,不适于普遍的将5G技术应用于配电网中,具有减少延迟、节约能源、应用。降低成本、提高系统容量以及提升大规模设备连接的速度的为此,本文提出设计基于5G技术的配电网差动保护状优势1。当配电网出现故障时,被保护设备的输人电流和输态全面感知模型。将5G通信作为差动保护状态信息的传输出电流不相等,差动电流则大于零,该情况下如果差动保护通道,采用乒乓对时法,将线路两端差动装置的数据同步,且装置的整定值低于差动电流值,装置则启动保护,被保护设引入采样时刻调整法,解决了差动保护状态数据同步的误差备的所有侧断路器启动跳开动作,将故障设备的电源断修正问题,可有效提升配电网差动保护状
9、态感知的精度,且开2 。根据配电网差动保护状态,判断电网运营状态3。数据处理的效率得到明显提升。为了更好地掌握配电网差动保护的运行状态,黄纯等41配电网差动保护状态全面感知模型设计提出基于动态时间弯曲距离的主动配电网保护模型,该模型通过计算馈线终端的电流动态时间弯曲距离,完成区段内故障判断,实现差动保护,但该模型的电流数据处理时延较长,存在一定差距;孙丽敬等L5提出基于极性判别的环状直流配电网线保护模型,该模型将斜率方向引入电流突变量方向特作者简介:孙洪波(197 2 一),男,本科,高级工程师,研究方向为电力系统自动控制。1.1模型结构设计由于配网线路范围较广、线路较长,并且保护方式为分散式
10、就地化布置,普遍采用数据传送装置(DTU)上传,不具备专用保护通道,导致保护在线率普遍较低,甚至出现网络161Microcomputer Applications Vol.39,No.8,2023延时以及抖动。因此,选择具备低延时、可靠性高的5G无线通信技术完成配电网差动保护状态6 的全面感知模型,其结构如图1所示。5G安全隔离区2无线网络州站差动保护状态信号传送至主站(上行)图1配网差动保护状态全面感知模型结构该模型主要通过MEC平台的数据分流功能,将电力业务从基站或城域网,由电力MEC设备直接分流至电力通信专网,数据经过处理后,由MEC传回保护设备并执行保护动作。在设计的模型中,本地分流规
11、则主要通过MEC平台完成。依据MEC平台配置的DNS查询规则,将需要配置的本地IP地址和其本地域名相对应,当MEC平台在接收终端上行报文后,根据报文类型,判断转发对象。差动保护线路两端处的终端通信采用基于高级数据链路控制(HDLC)私有协议,通过点对点光纤通信实现。通过对比被保护线路内部短路时和系统正常运行以及外部发生短路时的线路两端差流,可以发现其存在明显差异,保护动作具备绝对的选择性,可无时限切除被保护线路内部故障,终端布置与通信网络关联7,如图2 所示。开关差动保护5G一基站1纤光;1电缆11下一级保1山MEC差动平台保护图2 终端布置和通信网络图1.2MEC平台功能设计在配电网差动保护
12、场景中,智能通信网需同时满足大量配电终端低延时需求。根据配网终端受限缓存和计算处理能力,将边缘计算(MEC)节点设置在业务分布区内,完成低时延控制、海量连接业务的管理等功能,降低核心网和回程链路的负载压力。通过平台上其他相关配置下沉至本地接入网的用户面虚拟网关,该相关配置具备部分核心网控制功能的虚拟全功能基站,实现配网终端传输时延降低目的。MEC平台架构如图3所示。研究与设计CFS门户网站应用Mx1Mx2MEC协议通信适配差动平台接口两侧差动传输信号(下行)8无线蒸站协议通信适配差动接口保护协议通信适配差动接口保护T护CT微型电脑应用2 0 2 3年第39 卷第8 期UE其他移动迈缘平谷Mp3
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