1. 研究目的与意义
线路差动保护以其原理简单可靠、全线速动、抗振荡能力强等优点在线路保护领域得到了广泛应用。对线路保护而言,最为有效的方式当属分相电流差动保护。随着数字光纤通信技术的日趋成熟和大量应用,全数字式电流差动保护的应用有了坚实基础并且线路的纵差两侧数据的同步问题越来越被重视。本课题将对线路的纵联电流差动保护的同步方法进行初步研究。纵联电流差动保护的先决条件之一就是保证两侧的同步。在分析纵联电流差动保护内部各环节可能出现的各种同步问题的基础上, 比较各种同步技术策略对保护算法实现的影响，从中可以观察各技术环节的同步策略有怎么样的联系。本课题将介绍数字电流差动保护中几种常用的和最新提出的采样同步方法 , 并对各种方法的特点进行分析和比较。
2. 课题关键问题和重难点
纵联电流差动保护的先决条件之一就是保证两侧的同步。对于数字式电流差动保护来说，它所比较的是线路两侧保护装置的采样数据，而线路两侧保护装置的采样必然是各自独立进行的，为了保证差动保护算法的正确性，必须要求线路两侧保护装置的保护采样数据同步，这是线路采用电流差动保护的技术关键。在分析数字式纵联电流差动保护内部各环节出现的各种同步问题的基础上,比较研究各种同步技术策略对保护算法实现的影响,线路两侧保护装置通过远距离交互信息，实现差动运算；采样数据的同步是线路差动保护需要着重解决的问题。线路各端电流采样的同步问题是实现数字电流差动保护的技术关键。电流差动保护需要比较线路两侧的电气量，同时必须要保证线路两侧的电气量信息同步采集。如果纵联保护通道受损，关键信息缺失，将会导致主保护性能降低甚至被迫退出运行。同时，过大的传输延迟或不对称延迟有可能造成继电保护设备的拒动或误动。因此对传输实时性提出很高要求。因此，差动保护传输时延问题以及不对称时延问题长期以来都是电力继电保护研究领域的热点问题。多数文献的研究，基本都是基于大量的实测数据或经验值进行分析计算，没有考虑时延的分散性，即时延存在随机性。因而无法定量确定继电保护设备的误动和拒动概率。同时，确定性时延模型虽然可以进行定量计算，但与实际存在的随机性不相符合，所得结论缺乏实用价值。本课题从多种同步方法比较出发，分析保可能影响的因素，以延迟时间概率密度分布函数为基础，研究基于概率分布的纵联差动保护信道随机延时模型，进一步给出继电保护设备误动和拒动的概率确定方法。研究结果可以作为选取线路纵联差动保护同步方法的参考。
3. 国内外研究现状（文献综述）
电流差动保护的原理，对于电力系统继电保护来说，是最为理想的一种判据[1]。随着光纤在保护中的应用，线路的纵差两侧数据的同步问题越来越被重视。本课题将对线路的纵联电流差动保护的同步方法进行初步研究[2]。对线路保护而言 ,最为有效的方式当属分相电流差动保护。随着数字光纤通信技术的日趋成熟和大量应用 ,全数字式电流差动保护的应用有了坚实基础[3]。线路各端电流采样的同步问题是实现数字电流差动保护的技术关键。在查阅多篇文献后总结一下数字电流差动保护中几种常用的和最新提出的采样同步方法 , 并对各种方法的特点进行分析和比较。
数字电流差动保护的动作原理与模拟式相同 ,其特点是将各端电流波形数字化 ,用脉码 ( pcm )通信方式进行传送, 然后利用微处理器进行动作判定[4]。电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电流量必须同步采样或采样同步化处理得到 ,这是实现电流差动保护的关键所在。目前已经提出的同步方法可归纳为以下三类: ① 基于数据通道的同步方法; ② 基于参考向量的同步方法; ③ 基于 gps的同步方法[5]。基于数据通道的同步方法又包括: 采样时刻调整法、采样数据修正法和时钟校正法。这些方法都是建立在用通道传送用于同步处理的各种时间信息的基础之上[6]。在这些方法中 ,有的已经得到应用 ,有的属于最新提出。本文介绍上述各种同步方法的基本原理 , 在此基础上对各种方法的特点进行分析和对比。
同步策略是数字式纵联电流差动保护中关键技术之一,它不仅包含多通道采样时刻同步、采样频率与系统频率同步、数字傅里叶变换移动窗口与相位的同步等数字化保护继电器中共有的同步技术或技巧,还包含纵联电流差动保护中独有的线路两侧电流相量的同步和数字通信通道的同步等同步技术和策略[7]。它们在构成数字式线路纵联电流差动保护中既是一个个相互独立的技术环节,同时又是相互紧密联系在一起。
4. 研究方案
首先查阅并翻译相关资料，掌握国内外与本课题相关研究成果。深入了解并掌握自己的具体研究方向。为以后课题研究做理论知识的铺垫。接着对课题有了初步的认知，开始结合课题实际研究方向，完成设计的开题报告。本课题为线路纵联差动保护同步方法的比较，所以要对线路纵联差动保护这一部分知识做到理解并掌握；然后开始对已经了解到的同步方法进行分析比较。完成后利用软件（PSCAD或者Matlab）进行继电保护动作行为的仿真。得出实验数据后开始进行毕业设计论文，格式和规范采用学院所规定的编辑具体要求。在设计过程中，要求按进度完成各阶段任务，做好记录。
5. 工作计划
第1周要进行相关查阅并翻译相关资料，掌握国内外与本课题相关研究成果。第2周开始翻译外文资料，完成开题报告初稿。第3周编写论文第一章《绪论》。第4周开始学习线路纵差保护有关原理和知识并进行理解和掌握。第5周开始编写第二章《线路纵差保护的概述》。第6周开始对有已了解的同步方法进行相应的分析。第7周开始编写第三章《同步方法的分析比较》。第8周开始进行相关仿真研究。第9周开始编写第四章《仿真研究和分析》。第10周开始编写第五章《结论》，完成论文初稿；第11周根据指导教师反馈意见修改论文；第12周资料整理，评阅教师评阅；准备答辩。
