Поэтапная реализация концепций развития электроэнергетики: «Концепция Smart Grid» [1], «Концепция интеллектуальной электроэнергетической системы с активно-адаптивной сетью» [2], «Концепция развития релейной защиты, автоматики и автоматизированных систем управления технологическими процессами электросетевого комплекса группы компаний "Россети"» [3] неразрывно связана c задачами передачи информации по цифровым каналам связи. Важным вопросом в области передачи информации является передача измеренных параметров электрической энергии, токов и напряжений в цифровой форме. В настоящее время активно развиваются цифровые измерительные преобразователи, например, цифровые измерительные трансформаторы тока и напряжения (ЦТТН) [4], в которых реализована передача информации в цифровом формате по стандарту МЭК 61850-9-2.
На данный момент существует несколько стандартов, регламентирующих протоколы для передачи данных, которые применяются для передачи мгновенных или векторных значений. Применение векторных измерений позволяет упростить процесс передачи данных за счет более редкой отправки пакетов в сеть, но ценой временной задержки на измерение вектора за период сигнала.
В работах [5, 6] авторами рассматривается возможность получения векторного значения тока по сигналам, полученным от ЦТТН, таким образом, задача вычисления вектора сигнала может быть передана от терминалов РЗиА к ЦТТН, освобождая вычислительные ресурсы первых. Целью данной работы является анализ протоколов передачи измерений и выявление их слабых и сильных сторон для реализации предлагаемого решения [5].
Классическим подходом для передачи данных с цифровых трансформаторов тока и напряжения на данный момент является передача измеренных мгновенных значений с помощью протокола Sampled Values по стандарту МЭК 61850-9-2LE [7]. Передаваемые таким образом значения имеют жестко заданную логику – не более 4 токов и 4 напряжений в одном пакете без возможности переконфигурирования и не более одной выборки каждой из этих величин на пакет передаваемых данных для целей РЗ. Для целей контроля качества ЭЭ жестко задается число в 8 выборок на пакет передаваемых данных. Число выборок на период также строго ограничено и равняется 80 для целей релейной защиты и 256 для целей контроля качества ЭЭ, что дает расчетные частоты дискретизации не менее 4 и 12,8 кГц соответственно, а частоту выдачи кадров в сеть – 4 и 1,6 кГц. Стандарт МЭК 61869-9 [8] расширил возможности стандарта 618509-2LE, позволяя сконфигурировать от 1 до 24 выходных сигналов на пакет данных для целей РЗиА и от 1 до 8 выходных сигналов для целей контроля качества ЭЭ. В то же время изменилось количество выборок на пакет: 2 для целей РЗ и 6 для контроля качества ЭЭ. Число выборок на период также изменилось – 96/288 соответственно, что дает нам частоты дискретизации 4,8 и 14,4 кГц, а частоту выдачи пакетов – 2,4 и 2,4 кГц, что снижает нагрузку на сеть от релейных каналов за счет уменьшения накладных расходов в виде заголовков пакетов данных и более низкой частоты выдачи пакетов.