專利名稱：：協(xié)同式故障保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力分配系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及利用通信(communication)來提供協(xié)同式故障保護(hù)以及電力分配系統(tǒng)恢復(fù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：電力分配系統(tǒng)可以包括用以提供電路保護(hù)、故障隔離、電路重配置(通常用于恢復(fù)串聯(lián)連接的負(fù)載側(cè)用戶的服務(wù))和系統(tǒng)返回至正常功能的技術(shù)。例如，電力分配系統(tǒng)可以包括故障保護(hù)設(shè)備，故障保護(hù)設(shè)備包括電源保護(hù)設(shè)備(例如斷路器)、負(fù)載保護(hù)設(shè)備(例如保險絲)和故障保護(hù)設(shè)備(例如故障中斷器、分段隔離開關(guān)、自動重合閘等)，這種故障保護(hù)設(shè)備分割配電線路并允許故障隔離。雖然可以采取各種策略來管理電力分配系統(tǒng)，以維持服務(wù)并保護(hù)該電力分配系統(tǒng)，但是通常情況下故障保護(hù)設(shè)備應(yīng)該以協(xié)同方式來運(yùn)行，以優(yōu)化電力分配系統(tǒng)的性能并且最小化服務(wù)中斷的機(jī)會(scope)和時長。也就是說，在最靠近故障的故障保護(hù)設(shè)備處隔離故障，以保護(hù)電源并且保持針對電源和該故障保護(hù)設(shè)備之間的負(fù)載的服務(wù)。同時，電力分配系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是能夠以降低的負(fù)擔(dān)在高級別性能下管理、恢復(fù)和運(yùn)行。配電系統(tǒng)極為普遍地配備有故障保護(hù)設(shè)備，因而這些目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。作為增強(qiáng)電力分配系統(tǒng)的自動化以提供管理和系統(tǒng)恢復(fù)的裝置，廣域通信系統(tǒng)已經(jīng)投入使用數(shù)十年了。這些系統(tǒng)負(fù)責(zé)對來自電源/變電站、經(jīng)由中壓饋電線/分配線路提供給用戶的電力的分配進(jìn)行控制，并且由于在廣闊的地理區(qū)域內(nèi)提供光纖或者其他固定通信介質(zhì)的成本較高，因而在通常情況下這些系統(tǒng)是基于無線的。商用通信產(chǎn)品的例子包括Schlumberger公司銷售的Utilinetradio。絕大多數(shù)這類產(chǎn)品都是與SCADA系統(tǒng)，或者其他低到中速通信應(yīng)用系統(tǒng)(例如可以從伊利諾伊州芝加哥市的S&C電氣公司買到的IntelliTEAM⑧電路重配置系統(tǒng))結(jié)合使用的。另一方面，電路/設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)需要高速(低延遲)和高可靠性的通信。這些系統(tǒng)中的一些是或也可以是基于無線的。這種系統(tǒng)的例子包括可以從S&C電氣公司買到的HRDS系統(tǒng)。這些系統(tǒng)利用專用的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路和專用于每一對通信設(shè)備的通信信道。一個名為FreewaveCommunication的公司提供了一種基于無線的成品，用以與SchweitzerEngineeringLaboratories公司(SEL)鏡像比特通信協(xié)議關(guān)聯(lián)使用。借助這兩種技術(shù)，數(shù)字狀態(tài)點(diǎn)可以經(jīng)由基于無線的通信基礎(chǔ)設(shè)施在兩個互連的配電自動控制設(shè)備之間傳遞。這些基于無線的、專用的點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)存在多個缺點(diǎn)1)每個點(diǎn)到點(diǎn)鏈路都需要專用的基礎(chǔ)設(shè)施，包括專用的信道以及通常為專用的無線對和中繼器。這導(dǎo)致成本開銷過高，并且安裝和維護(hù)過程繁雜。2)在網(wǎng)格式電力分配拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，可采用大量這種點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，以提供保護(hù)設(shè)備的充分協(xié)同性。3)如果通信路徑出現(xiàn)故障，則難以(在很多系統(tǒng)中不能)實(shí)時地(cm-the-fly)創(chuàng)建備用通信路徑恢復(fù)終端設(shè)備之間的通信。4)這些路徑不能用作通用的可路由通信路徑來交換其他通信業(yè)務(wù)(traffic),因?yàn)檫@樣做有可能危及保護(hù)應(yīng)用系統(tǒng)的低延遲消息遞送要求。網(wǎng)狀拓?fù)渫ㄐ畔到y(tǒng)或者基于互聯(lián)網(wǎng)的Ad-Hoc路由方法的通信系統(tǒng)以及擴(kuò)展頻譜無線電技術(shù)只能解決以上關(guān)注問題中的幾個，而不能解決全部。帶寬和/或延遲相關(guān)問題仍然存在，特別是當(dāng)這些系統(tǒng)被允許承載其他競爭通信業(yè)務(wù)時。直觀的帶寬解決方法是相對于通信業(yè)務(wù)量而簡單地增大無線電的波特率，直到能夠確保適當(dāng)?shù)难舆t性能為止。然而，很快就會達(dá)到極限，這是因?yàn)樗袩o線電設(shè)備的有效射程都會隨著波特率的增大而縮短。在這種情況下增加中間設(shè)備的數(shù)量只會使延遲性能變得更差并且增加維護(hù)問題。增加額外的信道也可以減小通信業(yè)務(wù)的延遲，但是這需要增加額外的硬件，這將導(dǎo)致成本過高。所需要的是一種可以快速且有效率地響應(yīng)于優(yōu)先或緊急通信業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以響應(yīng)于一個以上消息業(yè)務(wù)優(yōu)先級，并且可以在這樣做的同時不丟失低優(yōu)先級業(yè)務(wù)。這種系統(tǒng)中的通信設(shè)備可以通過降低其自身在該系統(tǒng)上的負(fù)擔(dān)來識別優(yōu)先或緊急業(yè)務(wù)的存在，即使該設(shè)備不是通信交換中的主動參與者也是如此。該通信系統(tǒng)也可以支持復(fù)雜的互聯(lián)和備用通信路徑，用于提供穩(wěn)定、可靠、高速的基于無線的通信。該系統(tǒng)應(yīng)該無需復(fù)雜的、耗時的配置就能完成該任務(wù)。圖1圖示了結(jié)合有通信協(xié)同故障隔離的電力分配網(wǎng)；圖2a和2b是電力分配系統(tǒng)的示意性表示，它們例示了根據(jù)這里描述的本發(fā)明實(shí)施方式的基于通信的故障保護(hù)方案；圖3a和3b是電力分配系統(tǒng)的示意性表示，它們例示了根據(jù)這里描述的本發(fā)明實(shí)施方式的基于通信的故障保護(hù)方案；圖4a和4b是電力分配系統(tǒng)的示意性表示，它們例示了根據(jù)這里描述的本發(fā)明實(shí)施方式的基于通信的故障保護(hù)方案；圖5圖示了通信協(xié)同的故障保護(hù)系統(tǒng)中的設(shè)備的故障保護(hù)特性；圖6是可用在圖1所示的電力分配網(wǎng)中的通信協(xié)同故障保護(hù)設(shè)備的框圖7是例示了確定消息優(yōu)先級的方法的流程圖；而圖8是例示了響應(yīng)于消息優(yōu)先級的確定來處理消息的方法的流程圖。具體實(shí)施例方式這里所描述的示范性電力分配系統(tǒng)提供了額外的靈活性和可靠性，同時還提供了增強(qiáng)的協(xié)同操作以提供故障保護(hù)/隔離、系統(tǒng)重配置和返回至正常操作。這種示范性電力分配系統(tǒng)通過在故障保護(hù)設(shè)備(例如開關(guān)、故障中斷器、分段隔離開關(guān)等)之間提供通信協(xié)同操作由此提供降低或者限制服務(wù)中斷的機(jī)會，可以容納更密集的這些設(shè)備。根據(jù)這里所述的各種實(shí)施方式，性能改善是利用一種可以僅使用單個通信信道或資源的高速通信方案來實(shí)現(xiàn)的。圖1例示了示例性開環(huán)或者放射狀配電系統(tǒng)100，它可以并入根據(jù)這里所述一個或多個實(shí)施方式的通信和協(xié)同概念。應(yīng)該理解，盡管將結(jié)合這里所描述的各個實(shí)施方式來描述各種通信和協(xié)同系統(tǒng)、技術(shù)和方法，但是系統(tǒng)組件和結(jié)構(gòu)、技術(shù)和方法在各種實(shí)際實(shí)施中是可以適當(dāng)互換的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，盡管沒有結(jié)合每一個實(shí)施方式來描述各個元件、特征、結(jié)構(gòu)或技術(shù)，然而它們可以按各種組合來實(shí)施，并且這些組合被認(rèn)為是落入本發(fā)明公開范圍內(nèi)的。配電系統(tǒng)100有助于說明典型的配電結(jié)構(gòu)以及這種系統(tǒng)如何運(yùn)行。系統(tǒng)100可以包括用于配電系統(tǒng)100的一個或多個變電站或者電源(Sl-n)102。實(shí)直線104表示連接在電源102與閉合的開關(guān)(Xl-n)106和斷開的開關(guān)(Ol-n)108之間的配電線路或者導(dǎo)體。每條直線104通常都代表一條三相配電線路，取決于配電類型其可以包括也可以不包括第四地線。虛直線110表示到相鄰饋電線或相鄰變電站(未繪出)的連接。彎曲的虛線112表示配電系統(tǒng)100的以開關(guān)106/108為界的部分(或段)114。對配電系統(tǒng)100的這種描述是與IntelliTEAM-II電路重配置系統(tǒng)的體系一致的，在IntelliTEAM-II電路重配置系統(tǒng)中，與這些段114中的每一個相關(guān)聯(lián)的開關(guān)106/108被統(tǒng)稱為"團(tuán)隊"(Tl-n)。按可選方式設(shè)置的中繼器/路由器(Rl-n)116表示中繼無線設(shè)備，如果源與宿控制之間不能獲得直接連接，例如視線連接，或者由于其他通信因素規(guī)定，那么中繼器/路由器(Rl-n)116簡單地將收到的消息傳遞到其他無線設(shè)備。這些中繼器116通常情況下可以充當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)，能夠智能地從一個通信設(shè)備接收消息并將消息路由至其他通信設(shè)備。還需要指出的是，直接與開關(guān)106/108相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備可以充當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)，并且在路由功能的背景下，任意中繼器/開關(guān)都可以路由消息，而不必關(guān)心配電系統(tǒng)100的電氣配置。通常，保護(hù)/故障隔離方案的目標(biāo)都是對潛在的過流或者其他檢測到的異常情況做出反應(yīng)，以便僅操作最靠近的故障保護(hù)設(shè)備，例如斷開最靠近故障的電源側(cè)的開關(guān)、故障中斷器等。在本公開的通篇內(nèi)容中，故障保護(hù)設(shè)備、開關(guān)、故障中斷器一般都是可互換使用的，是為了指代能夠響應(yīng)于命令而中斷電路以中斷配電系統(tǒng)的故障或者隔離配電系統(tǒng)的段(例如，隔離故障)的設(shè)備。操作最靠近故障的電源側(cè)的故障保護(hù)設(shè)備，會使電源側(cè)開關(guān)和變電站保護(hù)設(shè)備(例如，變電站斷路器)遠(yuǎn)離閉合的故障線路段。如圖1所示，作為故障118的結(jié)果，很高的短路電流將流經(jīng)開關(guān)106:X1,X2和X5以及變電站102:S2。這些設(shè)備可以在安裝或者初始系統(tǒng)配置時被編程為以協(xié)同的方式運(yùn)行，以確保僅開關(guān)106:X5操作來隔離故障。共同轉(zhuǎn)讓的2005年11月2日提交的第60/732,475號美國專禾廿申i青"FaultProtectionSystemandMethodforanElectricalPowerDistributionSystem"(PCT/US2006/038470)中描述了使多個故障保護(hù)設(shè)備(例如故障中斷器)協(xié)同的系統(tǒng)和方法的例子，在此通過引用將其全部內(nèi)容并入于此。另選或另外地，設(shè)備106:X1,X2和X5以及變電站102:S2可以采用提供協(xié)同操作的通信技術(shù)。開關(guān)106:X1，X2和X5以及變電站102:S2中的每一個都非常迅速地(通常在1/2周期或更短內(nèi))觀察并檢測異常電流作為故障結(jié)果。只要檢測到異常電流，每個設(shè)備就會向它各自的團(tuán)隊114內(nèi)的其電源發(fā)送消息。在保護(hù)中繼中，該消息可以被稱為"載波開始"信號、初始信令消息、延遲消息、故障檢測消息等。該消息表示，負(fù)載側(cè)設(shè)備已經(jīng)檢測到異常高電流，并且如果這種狀況持續(xù)(基于多種普通過流保護(hù)算法的任何一種，如時間過流跳閘、有限時間等)，這將導(dǎo)致該設(shè)備操作其中斷器/斷路器機(jī)構(gòu)以斷開該電路。在本發(fā)明的背景下描述該系統(tǒng)的幾個設(shè)計原理是有幫助的。檢測異常狀況的設(shè)備在檢測到異常狀況時發(fā)送初始信令消息。初始信令消息發(fā)生在期望該設(shè)備進(jìn)行操作以提供電路保護(hù)/故障隔離的時刻之前。因?yàn)檫@些檢測到異常狀況的設(shè)備是大約同時檢測到的，所以這些設(shè)備基本"同時"地發(fā)送初始信令消息。即，各個設(shè)備在同一時刻或者在彼此之間很短的預(yù)定時間段內(nèi)(當(dāng)檢測到異常狀況或者出現(xiàn)了異常狀況時，標(biāo)稱約為0至8ms)發(fā)送初始信令消息。這種保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計方案使得電路保護(hù)設(shè)備/故障隔離設(shè)備在啟動其電流保護(hù)/故障隔離操作之前，可以延遲至少一個預(yù)定時間段(標(biāo)稱為100ms，但是如這里所述也可以為更短或者更長的時間段)。初始信令消息的效果不是阻止上游設(shè)備的操作，也不是在情況需要立刻采取動作來防止設(shè)備或者系統(tǒng)受到損壞時阻止其操作，而僅僅是在適當(dāng)?shù)那闆r下延遲其操作。從本質(zhì)上來說，只要接收到該消息，上游設(shè)備就選擇較慢的響應(yīng)曲線，從而在最靠近電源側(cè)的故障保護(hù)設(shè)備沒有成功操作情況下它可以充當(dāng)備用保護(hù)設(shè)備。因?yàn)殡娫磦?cè)最靠近故障的設(shè)備將不會收到初始信令消息，所以可以假定它最靠近故障，并且可以準(zhǔn)備好在檢測到異常狀況之后又經(jīng)過了初始延遲間隔后的任何時刻進(jìn)行操作。另選的是，如果該設(shè)備能夠識別或者被編程以知曉這里不存在其他的負(fù)載側(cè)的閉合的故障保護(hù)設(shè)備，那么由于它就是最靠近故障的設(shè)備所以它不需要延遲等候信令消息。如上所述，初始信令消息的接收只是延遲了接收設(shè)備的可能操作。因此，該系統(tǒng)的需求在于，只要有可能就在所需的時間幀內(nèi)將該消息遞送出去，但是如果這是不可能的，就規(guī)定電路保護(hù)不會受到損壞。丟失消息的結(jié)果是一個以上設(shè)備將被斷開(導(dǎo)致非協(xié)同)。期望這樣一種系統(tǒng)，其將改進(jìn)的通信系統(tǒng)應(yīng)用于電路重配置系統(tǒng)，例如可以從S&C公司買到的IntelliTEAMII(IT-II)系統(tǒng)。共同轉(zhuǎn)讓的2005年4月8日提交的第11/102,379號美國專利申請"MethodandApparatusforControlofanElectricPowerDistributionSysteminthePresenceofAbnormalities"中公開并描述了IT-II系統(tǒng)，在此通過引用將該文獻(xiàn)的全部內(nèi)容并入。盡管電路重配置系統(tǒng)不是系統(tǒng)100所需的組件，但是系統(tǒng)100可以利用由例如IT-II系統(tǒng)的系統(tǒng)提供的團(tuán)隊114和開關(guān)106/108的組織，并且當(dāng)可以確定出段114沒有故障時，可以從該系統(tǒng)的恢復(fù)針對隔離段114的服務(wù)的功能而受益。這就是說，在以上識別的情況下，故障流經(jīng)段114:T4到達(dá)相鄰段114:T3，并且如果因?yàn)樾帕钕⒌膩G失而導(dǎo)致多個開關(guān)106:X1，X2和X5斷開，那么電路重配置系統(tǒng)將判定段114:T3沒有故障，并將恢復(fù)來自正常電源102:S2的服務(wù)。即便該信令信號在去往其宿的途中被延遲，只要接收設(shè)備尚未被操作而隔離故障，在負(fù)載側(cè)的設(shè)備首先操作的前提下仍可以實(shí)現(xiàn)正確的協(xié)同。系統(tǒng)100的附加特征可以是，一旦任意設(shè)備收到了初始信令消息，就向相應(yīng)的一個或多個電源側(cè)設(shè)備發(fā)送第二信令消息，有可能使該接收設(shè)備切換到更進(jìn)一步延遲的響應(yīng)曲線，因此兩級備用的提供將造成最靠近的設(shè)備無法清除故障。多個通信協(xié)同的保護(hù)方案是可行的，圖2a/2b、3a/3b和4a/4b例示了幾種保護(hù)方案。圖2a/2b、3a/3b和4a/4b例示了處于各種故障狀態(tài)的簡化配電系統(tǒng)200。為了例示通信使能協(xié)同保護(hù)方案的操作，系統(tǒng)200包括具有段204a、204b和204c的單個分段的配電線路或者饋電線204，其經(jīng)由保護(hù)設(shè)備206(例如閉合的開關(guān)/故障中斷器206:S1和S2)將電源202耦接至多個負(fù)載(未繪出)。配電線路204結(jié)束于斷開的開關(guān)208。斷開的開關(guān)可以將配電線路204耦接至備用電源。參照圖2a，兩個故障保護(hù)設(shè)備(開關(guān)206:S1和S2)串聯(lián)連接，而故障218處于第三段204c內(nèi)。故障218出現(xiàn)在配電線路204的端部，并且是在電源202和兩個常閉開關(guān)206:S1和S2處檢測到的。只要作為故障結(jié)果的線路條件滿足開關(guān)206:S1和S2的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，但在操作開關(guān)以隔離故障之前，每個開關(guān)就基本同時地通過發(fā)送消息220來通知它們電源側(cè)最靠近的鄰居。消息220通知電源側(cè)設(shè)備延遲操作一個預(yù)定時段，并且被配置并被發(fā)送以在預(yù)定時段(例如大約100毫秒)內(nèi)抵達(dá)。響應(yīng)于該消息，電源202和開關(guān)206:Sl延遲其相應(yīng)的隔離故障的操作。然而，在開關(guān)206:S2處，只要檢測到故障，保護(hù)設(shè)備就立刻運(yùn)行，也就是說，開關(guān)斷開(圖2b)以隔離故障。這是因?yàn)殚_關(guān)206:S2是配電線路204上最后閉合的開關(guān)。它不必為了與下游設(shè)備協(xié)同而延遲。開關(guān)206:S2還可以但是無需將故障通知給常開開關(guān)208，這是因?yàn)槌ｉ_開關(guān)不會閉合，除非在壓損(LOV)之前它核實(shí)了開關(guān)206:S2未發(fā)現(xiàn)故障電流。將開關(guān)206/208閉合以恢復(fù)負(fù)載是一種對電路重配置/恢復(fù)系統(tǒng)的自動重恢復(fù)能力控制算法進(jìn)行的電路重配置/恢復(fù)系統(tǒng)操作。在一種可能的實(shí)施中，只要檢測到了例如高于最小跳閘設(shè)定的高電流的狀況(經(jīng)過一些簡單的濾波來識別瞬時異常)，開關(guān)206:S2就將故障218通知給電源側(cè)設(shè)備(如電電源202和/或開關(guān)206:Sl)。另一種可能的實(shí)施是，針對開關(guān)206:S2，相對于最小跳閘設(shè)定，將該通報延遲與故障級別成比例的時間段。這種安排通過減少發(fā)送的延遲消息而降低了通信開銷，并且很大程度上確保了異常狀況(如高電流)不是瞬時的。如上所述的順序隔離了最靠近的鄰近保護(hù)設(shè)備的故障。然后可以實(shí)施重新閉合處理，以確定故障的持續(xù)性，一旦該故障不復(fù)存在，就恢復(fù)服務(wù)。隨著通信帶寬的增加，可以及時執(zhí)行的核實(shí)數(shù)量將會增加，因而增強(qiáng)了這里所述的保護(hù)/恢復(fù)系統(tǒng)的能力。圖3a例示了出現(xiàn)在中間段204b內(nèi)的故障。設(shè)備以類似于結(jié)合圖2a所述的方式運(yùn)行，不同之處在于負(fù)載側(cè)開關(guān)206:S2不觀察故障，也不發(fā)送延遲信息。然而，其仍將被配置成參與故障隔離和恢復(fù)序列，稍后加以說明。只要檢測到故障，開關(guān)206:S1就將檢測到故障的消息報告給最靠近它的兩個鄰居。正如所述那樣，開關(guān)206:S1向電源側(cè)的通信使得電源側(cè)設(shè)備(如電源202)進(jìn)行延遲，以提供協(xié)同的故障隔離。如果在預(yù)定時段之后未從開關(guān)206:S2接收到表明故障不與開關(guān)206:S1相鄰的延遲信息，則開關(guān)206:S1進(jìn)行操作以隔離故障(圖3b)。如果開關(guān)206:S2觀察到LOV而不存在故障電流，那么開關(guān)206:S1向負(fù)載側(cè)開關(guān)206:S2的通信使得開關(guān)206:S2準(zhǔn)備斷開。只要開關(guān)206:S2斷開了，那么幾乎是在斷開的一剎那，其負(fù)載的服務(wù)可以經(jīng)由斷開的開關(guān)208的操作，利用恢復(fù)邏輯和/或來自開關(guān)206:S2的通信從備用電源恢復(fù)。另選的是，除了在第一次LOV時開始服務(wù)恢復(fù)并斷幵開關(guān)206:S2以外，還可以在經(jīng)由備用電源開始服務(wù)恢復(fù)之前等待一個時段以確認(rèn)任意或者全部電源側(cè)重閉合或重閉合嘗試都已結(jié)束。如果電源側(cè)在短時間內(nèi)恢復(fù)了，那么開關(guān)206:S2才可以閉合以恢復(fù)服務(wù)，而不必依賴于備用電源選擇。因此，圖2a/2b和圖3a/3b的情景之間的一個差別在于，在圖2a中，開關(guān)206:S1僅向最靠近它的電源側(cè)鄰居發(fā)送故障檢測報告，而在圖3a中，其向兩個方向發(fā)送該報告。發(fā)給負(fù)載側(cè)的報告可以加快故障隔離和服務(wù)恢復(fù)的速度，然而這是以額外的通信開銷為代價的。參照圖4a/4b，故障218存在于段204a內(nèi)、電源202與開關(guān)206:S1和S2之間，開關(guān)206:S1和S2是與故障218串聯(lián)的。操作類似于前面所述的例子，不同之處在于，現(xiàn)在是兩個負(fù)載側(cè)開關(guān)206:S1和S2，只要電源202保護(hù)裝置運(yùn)行它們就會觀察到LOV。因此，開關(guān)206:S1現(xiàn)在將向開關(guān)206:S2報告沒有故障情況下的LOV。這發(fā)生在檢測到故障之后，但是在電源202將在開關(guān)206:S1的電源側(cè)存在故障的情況通知給開關(guān)206:S1之前。這種情況可以導(dǎo)致多種可能的消息發(fā)送和重配置順序。每一種都可以進(jìn)行定制以最小化恢復(fù)時間和開關(guān)操作的次數(shù)，以降低通信依賴度。結(jié)合圖2a/2b、3a/3b和4a/4b所描述的故障保護(hù)方案都沒有考慮這樣的可能性，即，通信系統(tǒng)可能會運(yùn)行變慢或者可能會由于通信千擾或其他因素而不可靠。在正常運(yùn)行中，各個設(shè)備(如電源202和開關(guān)206/208)可以周期性地"Ping"它的鄰居，以核實(shí)通信響應(yīng)時間。如果響應(yīng)時間不總是處于預(yù)定時間標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，則所選開關(guān)的保護(hù)方式可以返回到缺省方案和/或返回到獨(dú)立運(yùn)行。缺省或者獨(dú)立場景下的運(yùn)行將會導(dǎo)致非協(xié)同。從保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，如果在最靠近故障的保護(hù)設(shè)備滿足其目標(biāo)之前，更靠近電源的保護(hù)設(shè)備滿足其目標(biāo)并且開始跳閘操作，那么將會出現(xiàn)非協(xié)同。延遲消息用于使靠近電源的設(shè)備慢下來，以使得靠近故障的設(shè)備有足夠的時間進(jìn)行操作。然而，如果通信是不可用的或者不可靠的，則可以采取額外的可選預(yù)防措施來降低非協(xié)同的幾率。加速滿足距離變電站/電源更遠(yuǎn)的設(shè)備內(nèi)的故障目標(biāo)，通常情況下將會使其更快速地操作。然而，對于低幅值的故障，檢測時間的固有誤差將會使其無法實(shí)施?？梢圆捎没趯?dǎo)體尺寸以及設(shè)備之間的距離的可用故障電流的簡單計算來協(xié)助故障設(shè)置選擇的自動化，以便改善精度和可靠性。僅這樣做不足以降低非協(xié)同的可能性，特別是當(dāng)大量保護(hù)設(shè)備串聯(lián)連接時。一個附加的另選方式是在電源側(cè)設(shè)備滿足其故障目標(biāo)時，延遲其操作，以使負(fù)載側(cè)設(shè)備有足夠的時間滿足它的目標(biāo)并發(fā)送通知。這種另選方式可以有幾種變形方案。延遲可以根據(jù)表示故障的電流等級來進(jìn)行調(diào)整。電流越低，等待負(fù)載側(cè)設(shè)備目標(biāo)得到滿足的延遲就越長。如果檢測到高于最小跳閘電平的電流，甚至在目標(biāo)尚未得到滿足時，該延遲也可以與發(fā)出故障電流初始報告的負(fù)載側(cè)設(shè)備關(guān)聯(lián)起來。電源側(cè)設(shè)備可以通知負(fù)載側(cè)設(shè)備來確定該負(fù)載側(cè)設(shè)備是否觀察到了故障。負(fù)載側(cè)設(shè)備可以返回使電源側(cè)設(shè)備立刻操作或者使電源側(cè)設(shè)備的操作延遲的報告。系統(tǒng)操作人員在決定何時以及在哪種情況下允許或者不允許延遲跳閘時考慮各種因素。例如，對于滿足即時跳閘設(shè)置的高電流故障(這些故障通常情況下是靠近電源的)，將會允許執(zhí)行立刻操作，以防止電源側(cè)和負(fù)載側(cè)損傷。盡管這很可能導(dǎo)致多個故障保護(hù)設(shè)備的操作，但是可以采用電路重配置系統(tǒng)和方案來恢復(fù)系統(tǒng)。另選的是，操作人員可能希望采用節(jié)約保險絲策略，這將限制可能的延遲時段。關(guān)于配電系統(tǒng)(如圖1所示的系統(tǒng)100)的通信協(xié)同式保護(hù)系統(tǒng)的操作的指定存在多種考慮。保護(hù)系統(tǒng)的主要目的在于防止電源側(cè)和負(fù)載側(cè)器材以及支線保護(hù)設(shè)備(如保險絲)受到損壞。在不犧牲這個主要目的的條件下，可以考慮協(xié)同問題。以下討論取決于兩個參數(shù)的定義最大故障清除時間T和故障保護(hù)設(shè)備在提供負(fù)載側(cè)故障通知時可以延遲的最大時間量D。"D"值是故障保護(hù)設(shè)備達(dá)到過電流操作目標(biāo)的時刻與必須將故障保護(hù)設(shè)備機(jī)構(gòu)投入使用以清除故障并且安全地避免過流損壞的時刻之間的時間差。標(biāo)稱情況下"D"可以被設(shè)為100ms，但是也可以基于系統(tǒng)特有的需求而減少或者增加，將對其中的幾種需求進(jìn)行描述。圖5例示故障保護(hù)設(shè)備的有效保護(hù)特性500。出于簡化的目的，該圖僅示出了地線的曲線，但是該原理也適用于相線和即時元件(instantaneouselement)。從保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)，地線元件不允許超過上游變壓器的常見故障損壞曲線502。地線曲線504自身對應(yīng)于最小拾取電流(pickup)為240A、時間刻度盤(TD)為0.5以及瞬時設(shè)置為3000A的斷路器設(shè)備。故障保護(hù)設(shè)備設(shè)置還必須解決沖擊變電站網(wǎng)關(guān)(getaway)的過流事件，與此同時，這些電纜的損壞曲線還延伸至變壓器損壞曲線502的右側(cè)。因此，在很多實(shí)踐情況下，變壓器曲線502代表針對整個配電線路/饋電線的有效設(shè)備損壞上限。低于變壓器損壞曲線502的緩沖曲線506提供了100ms的安全緩沖。因此，保護(hù)反應(yīng)時間加上故障保護(hù)設(shè)備的總故障清除時間，不允許超過該緩沖。用于操作故障保護(hù)設(shè)備的信號也必須解決設(shè)備機(jī)構(gòu)的清除時間(觸點(diǎn)行程等)。對于該實(shí)施方式，假定在任何情況下清除故障電流所需的時間都是30ms，盡管該時間可能會基于特定的故障保護(hù)設(shè)備而有所不同。為了例示圖5中的圖的應(yīng)用，假定流過了剛過1000A的故障電流(豎直點(diǎn)線508)。故障保護(hù)設(shè)備監(jiān)視該電流直到時間"A"為止。為了滿足其標(biāo)稱清除時間，通常故障保護(hù)設(shè)備不得不在該時間點(diǎn)啟動操作。然而，也可以延遲啟動，這是因?yàn)楣收媳Ｗo(hù)設(shè)備可能知道在背景中被監(jiān)視的主要無線環(huán)境使得來自下游設(shè)備的消息在正常情況下將在發(fā)送100ms以內(nèi)抵達(dá)，并且再等待100ms之后不會觸及變壓器損壞曲線502。因此，故障保護(hù)設(shè)備等待100ms以觀察是否從下游設(shè)備接收到了任何阻塞(blocking)信號。這100ms取決于用戶需要或者改進(jìn)的技術(shù)而可以變長或者變短。值得注意的是，例如如果采用了節(jié)約保險絲策略，那么可能需要50ms的延遲。針對高電流故障(其導(dǎo)致瞬時損壞的風(fēng)險)，延遲可以為零。如果沒有接收到阻塞信號，那么故障保護(hù)設(shè)備在時間點(diǎn)"B"操作并清除故障。如果故障保護(hù)設(shè)備滿足其目標(biāo)，并且接收到負(fù)載側(cè)故障保護(hù)設(shè)備已經(jīng)發(fā)現(xiàn)故障的通知，則它的100ms延遲可以延長預(yù)定時間，例如50ms(3個周期)，以驗(yàn)證故障已被負(fù)載側(cè)故障保護(hù)設(shè)備清除。如果在延長時段結(jié)束時，仍舊存在高于最小跳閘的故障電流，那么故障保護(hù)設(shè)備以不作進(jìn)一步延遲的方式來操作。通過監(jiān)視無線環(huán)境，該故障保護(hù)設(shè)備認(rèn)識到不可能出現(xiàn)非協(xié)同，這是因?yàn)橄⑼ǔ谒璧?00ms內(nèi)抵達(dá)。另一方面，如果其監(jiān)視表示無線業(yè)務(wù)明顯超過了配置的延遲時間，那么在抵達(dá)時間"A"處，其可以簡單地操作以清除故障，即使在超過變壓器損壞曲線周圍的緩沖區(qū)域之前這里也存在足夠大的余地以等待更長時間。從圖5的圖中可以注意到，虛線510和點(diǎn)線506之間的時間差表示在故障保護(hù)設(shè)備要操作和其必須操作以保護(hù)裝備之間的另一個安全余量。還要注意，在高電流級別下，該余量趨于零，并且是超界的(encroached)。換言之，如果延遲100ms(或者由用戶設(shè)定的延遲時間)故障保護(hù)設(shè)備響應(yīng)曲線將侵入緩沖區(qū)域，則故障保護(hù)設(shè)備就開始操作而與預(yù)定的延遲無關(guān)。需要注意，對于高于大約6700A的故障，線路512，甚至是正常的清除曲線也落入緩沖區(qū)域內(nèi)，盡管它也不會與損壞曲線相交。結(jié)果，故障保護(hù)設(shè)備必須一滿足其過流跳閘目標(biāo)"C"就立刻開始操作。可以通過針對峰電流(在本例中為6700A)配置固定闞值(高于峰電流延遲被去除)，或者可以通過配置損壞曲線，使得故障保護(hù)設(shè)備可以計算出最大可允許延遲，來實(shí)現(xiàn)這種強(qiáng)制操作?？紤]到通信延遲的效果和滿足過流跳閘目標(biāo)的時刻，用虛線510示出設(shè)備的基于通信的清除時間。故障保護(hù)設(shè)備的固有清除時間仍舊是其標(biāo)稱清除曲線。因?yàn)榛谕ㄐ诺那€僅為意義上的，所以如果下游存在設(shè)備，那么在串聯(lián)的多個故障保護(hù)設(shè)備的系統(tǒng)內(nèi)，在大多數(shù)情況下，唯一一個總是按照其標(biāo)稱清除曲線運(yùn)行的故障保護(hù)設(shè)備是最靠近故障的那個故障保護(hù)設(shè)備，或者是在給定配電段上最靠近常開點(diǎn)的最后一個故障保護(hù)設(shè)備。盡管可以為整個配電段配置單獨(dú)一條曲線，但是有多少可以協(xié)同就配置多少"固有"曲線，這不存在任何障礙。事實(shí)上，可以使用這樣的曲線在掉話(communicationbreakdown)的情況下提供一些協(xié)同。理論上講，如果因?yàn)橥ㄐ攀。蛘咭驗(yàn)橥ㄐ畔]有或者不能足夠快速地抵達(dá)而協(xié)同失敗，則存在故障保護(hù)設(shè)備的至少兩種類型的非協(xié)同多個電源側(cè)故障保護(hù)設(shè)備進(jìn)行操作，其中一個是在電源側(cè)最靠近的故障的故障保護(hù)設(shè)備；或者一個或多個電源側(cè)故障保護(hù)設(shè)備進(jìn)行操作，但不是最靠近故障的故障保護(hù)設(shè)備。當(dāng)最靠近故障的故障保護(hù)設(shè)備進(jìn)行操作時，某些非協(xié)同是可以接受的，但如果有可能應(yīng)該加以避免。在這種非協(xié)同的事件中，電路恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行操作以恢復(fù)對于電源側(cè)負(fù)載的服務(wù)。其他類型的非協(xié)同(最靠近故障的故障保護(hù)設(shè)備不進(jìn)行操作)很可能是由于設(shè)置錯誤，應(yīng)該能夠相應(yīng)地得到解決。在帶有多個支路的段中，通知規(guī)則是相似的，不同之處在于，盡管多于一個故障保護(hù)設(shè)備能夠發(fā)送初始的"檢測到故障"消息，但是實(shí)際中僅有一個故障保護(hù)設(shè)備將會發(fā)送該消息，這是因?yàn)槿艄收显谠摴收媳Ｗo(hù)設(shè)備的負(fù)載側(cè)，那么將僅位于單個支路內(nèi)。此外，該消息將傳播至預(yù)定的、為該電路饋電的電源側(cè)故障保護(hù)設(shè)備。一旦實(shí)現(xiàn)了故障段的隔離，就可以通過重新接通最靠近該故障的故障保護(hù)設(shè)備而消除該段上的暫時故障。另選的是，可以使用"故障Ping"來確定故障是否是暫時的，從而避免對該段的負(fù)載進(jìn)行額外的中斷。在本質(zhì)上以及從前面的討論中認(rèn)識到，這里描述的保護(hù)協(xié)同系統(tǒng)和方法利用最近的鄰居通信來提供實(shí)質(zhì)上無限數(shù)量的故障保護(hù)設(shè)備的協(xié)同。這些保護(hù)協(xié)同系統(tǒng)和方法并不單獨(dú)依賴于傳統(tǒng)的協(xié)同技術(shù)，例如通常受限于協(xié)同兩個或三個設(shè)備的時間過流協(xié)同。在所述系統(tǒng)和方法中，各個相應(yīng)段內(nèi)在與電流方向相反的方向上基本同時地從每個電路異常檢測負(fù)載側(cè)設(shè)備到電源側(cè)設(shè)備發(fā)送初始信令消息，僅允許最靠近的電源側(cè)設(shè)備進(jìn)行操作?？蛇x的是，從電源側(cè)向負(fù)載側(cè)發(fā)送信令消息將允許負(fù)載側(cè)設(shè)備準(zhǔn)備在LOV情況下進(jìn)行操作，并且提供快速系統(tǒng)恢復(fù)。再次參照圖1，從設(shè)計通信系統(tǒng)的角度出發(fā)，在開關(guān)106/108的任何給定團(tuán)隊114內(nèi)，最多只有一個設(shè)備106將會向其電源側(cè)團(tuán)隊成員設(shè)備106發(fā)送初始信令消息，并且在任意給定饋電線內(nèi)，需要同時或者接近同時遞送的消息總數(shù)將對應(yīng)于變電站或電源102與故障118之間的團(tuán)隊114的總數(shù)。此外，因?yàn)楸Ｗo(hù)序列是不常見的，所以通信系統(tǒng)在任何一個時刻僅需要適應(yīng)這些正在進(jìn)行中的保護(hù)序列中的一個。在多個饋電線或者饋電線的支路同時發(fā)生故障的罕見情況下，唯一的沖擊可能是一些消息經(jīng)歷了延遲遞送。盡管如此，這種消息應(yīng)該包含不多于預(yù)定數(shù)量(標(biāo)稱為300字節(jié))的應(yīng)用數(shù)據(jù)，因?yàn)榉浅ｉL的或者不受限制的消息可能會妨礙信令消息訪問通信介質(zhì)。此外，信令消息可以被限制為盡量短的消息，以縮短其遞送時間。在一個或多個這里描述的實(shí)施方式中，可以采用50字節(jié)的消息尺寸限制。在系統(tǒng)100中，為了提供所需的通信延遲，消息可以被配置為傳送處理優(yōu)先級，使得背景或者較低優(yōu)先級業(yè)務(wù)對信令或者相關(guān)重配置業(yè)務(wù)施加最小的干擾。對于在系統(tǒng)100內(nèi)實(shí)現(xiàn)的示例性應(yīng)用，可以賦予下述優(yōu)先級-故障信令消息(優(yōu)先級l)這是最高優(yōu)先級的消息業(yè)務(wù)。故障測試消息(優(yōu)先級2)類似于故障檢測消息。如下所述，周期性地發(fā)送這些消息，以測試消息傳送路徑的性能。重配置消息(優(yōu)先級3)這些消息用于根據(jù)電路重配置系統(tǒng)來恢復(fù)對于系統(tǒng)100的斷電但無故障的段114的服務(wù)。在本系統(tǒng)中，如果電路重配置系統(tǒng)所驅(qū)動的恢復(fù)正在進(jìn)行中，那么相關(guān)的通信業(yè)務(wù)就以該優(yōu)先級來發(fā)送。背景業(yè)務(wù)(優(yōu)先級4)不重要的應(yīng)用和例如SCADA業(yè)務(wù)(其總是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)來傳遞)，就像系統(tǒng)和無線維護(hù)使用這種低優(yōu)先級。當(dāng)然，也可以采用更少或更多的優(yōu)先級級別，或者任何特定優(yōu)先級的內(nèi)容或用途都可以改變。表1內(nèi)給出了根據(jù)各個指定優(yōu)先級的消息的示范特征。表1業(yè)務(wù)概要<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>當(dāng)然任何特定消息類型的特征，例如長度、延遲、頻率和源/宿都可以被改變或者適應(yīng)于特定應(yīng)用和可用通信資源。對于系統(tǒng)100，所實(shí)現(xiàn)的通信體系必須適于處理優(yōu)先業(yè)務(wù)，具體來講，優(yōu)先級1業(yè)務(wù)。關(guān)于這方面，系統(tǒng)100可以應(yīng)用基于7層的開放系統(tǒng)互連(OSI)通信模型的通信體系。如己知的那樣，圍繞該模型組織的系統(tǒng)可以由軟件和硬件模塊來構(gòu)造，其中，每個模塊都封裝了協(xié)議桟的給定層的功能。此外，通過物理通信介質(zhì)發(fā)送并被構(gòu)造為與模型一致協(xié)議幀被封裝成，使得與協(xié)議棧的每個較高層相關(guān)聯(lián)的通信協(xié)議數(shù)據(jù)被該模型的低一層的協(xié)議數(shù)據(jù)在一側(cè)包裹或者在兩側(cè)環(huán)繞。為了滿足系統(tǒng)100的應(yīng)用需求，并且適應(yīng)優(yōu)先通信業(yè)務(wù)，以非常規(guī)的方式來改變由OSI模型指定的無線和相關(guān)通信系統(tǒng)的多個特征。無線/通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了"AdultSwim，，特征。這種特征保證了對于提升的或者非缺省(非優(yōu)先級4)消息的接收在適當(dāng)層(例如OSI模型的層2到3)上的優(yōu)先級排序和建立發(fā)送業(yè)務(wù)隊列方面有直接效果。該效果就是在能夠以較低的優(yōu)先級發(fā)送任何業(yè)務(wù)之前施加最小的預(yù)定延遲，以及將輸入的消息置于適當(dāng)?shù)年犃袃?nèi)以進(jìn)行處理或者重發(fā)。優(yōu)先級是在第一層(比如層3)的優(yōu)先級字段內(nèi)指定的，但是在較低層處理(如層2鏈路層處理)過程中遇到時才被截取并立刻發(fā)揮作用。無線/通信系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)這樣一種處理，即，接收到非缺省優(yōu)先級消息時按照與AdultSwim特征相同的效果對該消息進(jìn)行處理，而不必關(guān)心協(xié)議幀的鏈路層(層2)或網(wǎng)絡(luò)層(層3)地址(廣播、多播或者設(shè)備特有)。該無線/通信系統(tǒng)還可以包括用于處理鏈路層介質(zhì)訪問競爭解決方法(其是基于活動的優(yōu)先級來選擇的)的協(xié)議。并且，該無線通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)用于處理最高的兩個業(yè)務(wù)優(yōu)先級的協(xié)議，所述最高的兩個業(yè)務(wù)優(yōu)先級適于基于消息尺寸和波特率來減少最壞情況延遲。圖6例示了故障保護(hù)設(shè)備600，例如開關(guān)106/108。故障保護(hù)設(shè)備600可以包括耦接至電路中斷設(shè)備或者開關(guān)設(shè)備606(如真空故障中斷器)的控制器604。控制器604可以包括內(nèi)部存儲器或者可以耦接至存儲器(未示出)，在該存儲器內(nèi)控制器604使用控制程序和操作參數(shù)來影響故障保護(hù)設(shè)備600的操作。故障保護(hù)設(shè)備還可以包括電源，電源可以由外部電源、存儲源、配電線分接頭或其他任意合適的電源(未示出)來提供。故障保護(hù)設(shè)備600耦接至關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備602，通信設(shè)備602具有與這里描述的實(shí)施方式一致的通信體系。另選的是，通信設(shè)備602可以包括在故障保護(hù)設(shè)備600內(nèi)。一種可能的通信設(shè)備602是NovaEngineering公司的NovaRoamEH900900MHz擴(kuò)譜跳頻無線電的軟件修改版本。通信設(shè)備602可以通過10/100MBS以太網(wǎng)絡(luò)連接608連接至控制器604，并且無縫地建立讓控制器604看起來是網(wǎng)際協(xié)議(IP)廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。通信設(shè)備602可以提供OSI兼容TCP/IP通信協(xié)議棧的層1-3，并且可以允許利用AODVadhoc路由協(xié)議(RFC3561)智能地路由消息。根據(jù)OSI體系迸行操作，以將消息發(fā)送到另一臺設(shè)備，控制器604建立應(yīng)用消息并將它以IP網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)幀或者"IP數(shù)據(jù)報"的格式呈現(xiàn)給通信設(shè)備602，該應(yīng)用消息是通過鏈路608發(fā)送到通信設(shè)備602的。通信設(shè)備602的相應(yīng)物理層和鏈路層接收該消息，驗(yàn)證其與各個相應(yīng)協(xié)議層的需求是否一致，并將其置于消息隊列中以進(jìn)行后續(xù)處理。應(yīng)當(dāng)明白，在消息可以從一個層發(fā)送到另一個層之前，可能需要各種基于應(yīng)用的隊列以及處理步驟。通信設(shè)備602和與系統(tǒng)100內(nèi)的其他設(shè)備相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備之間的消息交換，即通信，是通過將消息通過多個層發(fā)送到物理層(由合適的RF介質(zhì)610組成)來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)這里描述的實(shí)施方式，并且為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100的按優(yōu)先級排序的通信體系，通信設(shè)備602可以識別何時提升的或者非缺省的優(yōu)先級消息正在被發(fā)送，以便進(jìn)入優(yōu)先級通信狀態(tài)。響應(yīng)于優(yōu)先級通信狀態(tài)，通信設(shè)備602使較低優(yōu)先級的競爭業(yè)務(wù)(即，優(yōu)先級低于當(dāng)前優(yōu)先級通信狀態(tài)的業(yè)務(wù))暫停預(yù)定時段。暫停較低優(yōu)先級競爭業(yè)務(wù)，將會減少競爭，并且允許優(yōu)先業(yè)務(wù)更快速地抵達(dá)其宿。通信設(shè)備602可以在生成較高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的事件之前，將當(dāng)前系統(tǒng)100內(nèi)可能存在的較低優(yōu)先級業(yè)務(wù)列隊。較低優(yōu)先級業(yè)務(wù)可能會被系統(tǒng)100內(nèi)的沒有聽到廣播頻道上的有線業(yè)務(wù)的設(shè)備，或者被不知道出現(xiàn)了啟動較高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的事件的設(shè)備或者控制設(shè)備或者其他業(yè)務(wù)源(諸如SCADA系統(tǒng)或者其他應(yīng)用)繼續(xù)插入到流內(nèi)。通信設(shè)備602可以實(shí)現(xiàn)這種業(yè)務(wù)的合適隊列，或者可以簡單地丟棄較低優(yōu)先級業(yè)務(wù)，并且例如有望利用生成應(yīng)用在稍后再次嘗試通信。通信設(shè)備602可以應(yīng)用多個定時器，每個定時器對應(yīng)于一個高于最低(缺省)消息優(yōu)先級級別的消息優(yōu)先級級別。例如，通信設(shè)備602可以應(yīng)用三個定時器，每個定時器都專用于三個提升(非缺省)消息優(yōu)先級中的一個。每當(dāng)接收到處于各自優(yōu)先級或者更高優(yōu)先級的消息，各個定時器就被初始化或者重新初始化為各自預(yù)定的可配置值。當(dāng)定時器為活動狀態(tài)時，例如通過將較低優(yōu)先級級別業(yè)務(wù)保持在其相應(yīng)的處理隊列內(nèi)而不是處理該業(yè)務(wù)而暫停處于較低優(yōu)先級級別的所有通信業(yè)務(wù)。每個定時器都自動地遞減至零，并且如果它超時，就恢復(fù)較低優(yōu)先級業(yè)務(wù)或者缺省優(yōu)先級業(yè)務(wù)。從發(fā)送或者接收消息的應(yīng)用的觀點(diǎn)出發(fā)，IP數(shù)據(jù)報內(nèi)的TOS(服務(wù)類型)字節(jié)被用于在該應(yīng)用和通信系統(tǒng)之間傳遞應(yīng)用優(yōu)先級。經(jīng)過無線電裝置的以太網(wǎng)端口從應(yīng)用接收到非缺省優(yōu)先級消息時，該無線電裝置將該消息在其層3內(nèi)按優(yōu)先級排序，即IP處理隊列。當(dāng)最高優(yōu)先級層3消息被發(fā)送到該無線電裝置的鏈路層時，其消息優(yōu)先級也被傳遞。經(jīng)由該無線電裝置的RF通信信道發(fā)送出去的所有層2消息都含有當(dāng)前活動(最高)的優(yōu)先級，作為MAC層消息字段。圖7中所示的流程圖例示了通信設(shè)備602可以用來實(shí)現(xiàn)層2處理的消息處理方法700。在方框702，經(jīng)由無線接口210從空中接收一幀。在方框704，根據(jù)指定的OSI層(例如層2)的協(xié)議來核實(shí)該幀的完整性，并且如果它是無效的，那么在方框705拒絕它。這種核實(shí)發(fā)生在檢査宿地址之前。在方框706，根據(jù)該消息是否尋址到該接收通信設(shè)備，對該幀的優(yōu)先級進(jìn)行有利處理。早期檢查消息優(yōu)先級可以不必額外傳送消息來通知其他無線電裝置該系統(tǒng)內(nèi)有高(非缺省)優(yōu)先級消息。需要注意，該幀可以包括消息(IP數(shù)據(jù)報)或者其可以包括消息確認(rèn)。因?yàn)樗械逆溌穼訕I(yè)務(wù)都包括活動的優(yōu)先級，所以收到該確認(rèn)但不是被確認(rèn)的原始數(shù)據(jù)的其他無線電裝置也將轉(zhuǎn)變到按優(yōu)先級傳送消息的狀態(tài)。因此，這些其他無線電裝置也將暫停較低優(yōu)先級消息傳送，以避免來自"部分隱藏節(jié)點(diǎn)"的可能競爭。在方框706，將會檢查有效荷載，以確定該幀是否具有非缺省的優(yōu)先級。需要注意，該處理可以被看作為從典型的協(xié)議處理中分離出來的一部分，因?yàn)闊o論該幀是否尋址到當(dāng)前設(shè)備，都要處理優(yōu)先級字段。如果該幀內(nèi)存在非缺省優(yōu)先級(即，提升的優(yōu)先級)，那么在方框708，將與檢測到的優(yōu)先級級別相關(guān)聯(lián)的處理優(yōu)先級排序定時器和針對所有較低優(yōu)先級級別的定時器設(shè)定/重設(shè)定為它們的預(yù)定值。在方框707，在檢査完優(yōu)先級排序之后，在方框710消息被置入相應(yīng)的隊列內(nèi)，或者在方框709消息將被丟棄。在被置入到相應(yīng)的隊列內(nèi)的情況下，與該幀關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級信息將被保留。圖8所示的流程圖例示了響應(yīng)于優(yōu)先級信息的存在的消息處理方法800。在方框802，初始幀處理層(例如層2)進(jìn)行操作以檢査其要執(zhí)行處理的運(yùn)行環(huán)境。這種處理循環(huán)將一直持續(xù)。只要有可用的處理資源，該層就維護(hù)(service)其隊列。在方框804，如果任何提升的優(yōu)先級定時器是活動的，就調(diào)用方框806來僅執(zhí)行與最高活動優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)的消息。有這種可能所有優(yōu)先級定時器都超時，而隊列內(nèi)有剩余有提升的優(yōu)先級消息。例如，如果在優(yōu)先級1消息的長流之前接收到了優(yōu)先級3消息，則這種情況可能會發(fā)生。因此，在方框808，檢査這種情況，并且在方框810重新設(shè)立(重新初始化)已超時的定時器。需要注意，如果定時器是活動的，并且接收或發(fā)送隊列內(nèi)不存在任何該優(yōu)先級的業(yè)務(wù)，則該通信設(shè)備將在網(wǎng)絡(luò)上保持沉默。因此，網(wǎng)絡(luò)將很少受到較低優(yōu)先級的競爭業(yè)務(wù)的影響。當(dāng)所有優(yōu)先級定時器都超時時，在方框812恢復(fù)對較低或者默認(rèn)優(yōu)先級消息的處理。其他層處理(例如，層3的處理)使用相同的方法，當(dāng)然也有一些可能的例外。例如，上層可以具有唯一的隊列，但是優(yōu)先級定時器是與下層共享的。因此上層的處理可以導(dǎo)致定時器以如圖7所示相同的方法被設(shè)定/重設(shè)定。類似的是，對于層3的IP幀(由針對無線電裝置的應(yīng)用所表示的)，只要層3接收到無線電裝置內(nèi)的處理，就檢測包括優(yōu)先級信息的IPTOS字段。如果優(yōu)先級是非默認(rèn)的，就將該優(yōu)先級信息立刻作為通知發(fā)送到層2處理，以使得層2的定時器根據(jù)方框708的方法而被更新。還需要注意的是，與其他消息優(yōu)先級排序方案一樣，消息優(yōu)先級排序不能保證任意固定時間段內(nèi)的遞送。優(yōu)先級排序用于改進(jìn)在所期望時幀內(nèi)接收到消息的似然率。該應(yīng)用應(yīng)該被設(shè)計成可以容忍這些非完美。如上所述，系統(tǒng)100可以采用這樣一種處理，即，提供系統(tǒng)100內(nèi)所應(yīng)用的各種電路保護(hù)/故障隔離設(shè)備的協(xié)同操作?？梢岳脽o線通信技術(shù)來提供電路保護(hù)/故障隔離設(shè)備的協(xié)同，其中，應(yīng)用優(yōu)先級排序系統(tǒng)來增強(qiáng)與故障的出現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的高優(yōu)先級消息的可靠性。優(yōu)先級排序方案可以由接收到包含優(yōu)先級指示的消息的設(shè)備來提供通信的暫停，而不管該消息是否尋址到該特定設(shè)備。這樣，所有接收到優(yōu)先級指示的設(shè)備都可以釆取動作以限制無線系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)，以便解決與傳送優(yōu)先級消息相關(guān)的延遲問題。為了僅用五個組來使能大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，必須反復(fù)使用組分配。在大多數(shù)情況下，節(jié)點(diǎn)將僅在其直接的、允許頻繁地反復(fù)使用時隙組的鄰居的范圍內(nèi)。然而，在某些情況下，節(jié)點(diǎn)到其直接鄰居具有強(qiáng)連接，而到遠(yuǎn)距離鄰居具有弱連接?？梢圆捎脹_突檢測和競爭解決處理。這種處理會考慮在一個時隙組內(nèi)抵達(dá)的消息的信號強(qiáng)度，拒絕弱信號并完善對正確的相鄰發(fā)送器信號的高概率相關(guān)。在大多數(shù)情況下，弱信號將被簡單地拒絕，這是因?yàn)閺?qiáng)信號將首先被相關(guān)。通過將網(wǎng)絡(luò)定時精確度維持成小于時隙的載波和獨(dú)特字的持續(xù)時間(這可以通過擴(kuò)展前導(dǎo)碼、載波和獨(dú)特字的總長度來實(shí)現(xiàn))，這種概率還將進(jìn)一步增大。因此，系統(tǒng)100可以應(yīng)用這樣的通信協(xié)議，其定義了用于高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的第一有限接入信道接入機(jī)制，以及用于低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的第二通用接入信道接入機(jī)制。例如，對于高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，由TDMA協(xié)議提供的信道分配方案減少了同時傳送消息的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，并且分配節(jié)點(diǎn)在特定時隙內(nèi)通信，以保證一個或多個無競爭的時段用于發(fā)送，從而減少和/或消除了可能會添加在延遲上的競爭問題。對于低優(yōu)先級業(yè)務(wù)，如果延遲要求的嚴(yán)格程度較低，那么節(jié)點(diǎn)可以采用通用競爭接入?yún)f(xié)議，例如CSMA/CA。有限接入信道接入機(jī)制和通用接入信道機(jī)制中的每一個都更為有利地允許各個節(jié)點(diǎn)在單個無線信道內(nèi)通信，從而降低了硬件和維護(hù)的復(fù)雜程度。盡管已經(jīng)就電路分配保護(hù)系統(tǒng)和恢復(fù)系統(tǒng)以及相應(yīng)方法的若千優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明不限于這些系統(tǒng)和方法?？梢耘c用于提供協(xié)同式配電系統(tǒng)保護(hù)的任意數(shù)量的系統(tǒng)、裝置和方法相關(guān)聯(lián)地采用本發(fā)明的概念。盡管這里公開的內(nèi)容可以進(jìn)行各種修改和替換，但是在附圖和此處描述的實(shí)施方式中通過舉例的方式示出了某些實(shí)施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本公開并不旨在將本發(fā)明限制為所描述的特定形式，而是與此相反，本發(fā)明旨在涵蓋由所附權(quán)利要求限定的所有修改、替換和等同。還應(yīng)該理解，除非在本專利中使用語句"如這里所使用的，術(shù)語，在此被定義為意味著......"或類似語句明確地定義了該術(shù)語，否則就不是要限制(顯式或隱式地)該術(shù)語的含義超出其普通的或通常的含義，因此這樣的術(shù)語不應(yīng)基于該專利的任何部分中進(jìn)行的任何陳述(除了權(quán)利要求書的語言)而解釋為在范圍上受限。一定程度上，在本專利結(jié)尾處的權(quán)利要求書中陳述的任意術(shù)語在本專利中都被認(rèn)為與單個含義一致，這樣做僅僅是出于清楚目的，以免混淆讀者，而并不旨在表明將這些權(quán)利要求術(shù)語暗示地或以其他方式限定為單一含義。除非權(quán)利要求要素通過引用詞語"手段"和功能而沒有引用任何結(jié)構(gòu)來限定，否則任何權(quán)利要求要素都不應(yīng)基于35U.S.C.§112第六段來進(jìn)行解釋。權(quán)利要求1、一種電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該電力分配保護(hù)系統(tǒng)包括電源，其通過配電線路耦接至負(fù)載，該配電線路由多個故障保護(hù)設(shè)備進(jìn)行了分段；這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都包括用于允許發(fā)送或接收信令消息的通信設(shè)備，并且這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可確定通信系統(tǒng)內(nèi)故障的存在，其中，在檢測該配電線路的故障狀況時，檢測到故障狀態(tài)的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都將該信令消息傳送給相鄰電源或者這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個，而接收到該信令消息的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以調(diào)整故障保護(hù)特性，使得這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的最靠近該配電線路上的故障的那一個執(zhí)行操作以將該故障從該配電線路的其余部分中隔離出來。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，接收到信令消息的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以向相鄰的故障保護(hù)設(shè)備發(fā)送第二信令消息，而接收到第二信令消息的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以進(jìn)一步調(diào)整故障保護(hù)特性，使得這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的最靠近該配電線路上的故障的那一個執(zhí)行操作以將該故障從該配電線路的其余部分中隔離出來。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該信令消息包含優(yōu)先級指示符，并且接收到該信令消息的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以進(jìn)入與該優(yōu)先級指示相對應(yīng)的優(yōu)先級通信狀態(tài)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備中的每一個和該電源可以根據(jù)該優(yōu)先級通信狀態(tài)來暫停與優(yōu)先級狀態(tài)不對應(yīng)的消息傳送。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該初始信令消息先于與該優(yōu)先級狀態(tài)相對應(yīng)的其他通信。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以從另一個非相鄰的電源或者這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個接收該信令信息，并且在從該另一個非相鄰的電源或者這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個接收到該信令信息后進(jìn)入該優(yōu)先級通信狀態(tài)。7、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個的通信設(shè)備都符合至少包括物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的通信體系，其中，該優(yōu)先級指示包含在該物理層、該鏈路層和該網(wǎng)絡(luò)層中的一個內(nèi)。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該優(yōu)先級指示包含在該物理層內(nèi)。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該優(yōu)先級指示包含在該鏈路層內(nèi)。10、根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該優(yōu)先級指示包含在該網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)。11、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以丟棄與該優(yōu)先級通信狀態(tài)不相對應(yīng)的消息。12、根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該通信設(shè)備包括與該優(yōu)先級指示相關(guān)聯(lián)的用于記錄該優(yōu)先級通信狀態(tài)的持續(xù)時長的定時器。13、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，故障保護(hù)特性包括第一操作時間值和與第一操作時間值不同的第二操作時間值，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以響應(yīng)于該信令消息的接收而選擇第二操作時間值。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，第二操作時間值是相對于第一操作時間值的操作延遲時間值。15、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該相鄰電源或這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個包括電源側(cè)設(shè)備。16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該相鄰電源或這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個包括負(fù)載側(cè)設(shè)備。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該信令消息包括不帶故障指示的壓損。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該相鄰電源或這多個故障保護(hù)設(shè)備中的一個響應(yīng)于該信令消息和壓損指示來進(jìn)行操作。19、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備被分為包括電源側(cè)故障保護(hù)設(shè)備和負(fù)載側(cè)故障保護(hù)設(shè)備的多個組，該電源側(cè)故障保護(hù)設(shè)備和該負(fù)載側(cè)故障保護(hù)設(shè)備界定了該配電線路的連續(xù)部分。20、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，這多個故障保護(hù)設(shè)備中的每一個都包括從由開關(guān)、故障中斷器、分段隔離開關(guān)、斷路器和自動重合閘構(gòu)成的故障保護(hù)設(shè)備的組中選出的故障保護(hù)設(shè)備。21、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該故障保護(hù)特性包括故障量級操作參數(shù)。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該故障量級操作參數(shù)包括取決于故障量級的延遲值。23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，其中，該延遲值是與接收到信令消息之前的設(shè)備操作相關(guān)聯(lián)的延遲時間段。24、一種電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該電力分配保護(hù)包括電源，其通過配電線路耦接至負(fù)載，該配電線路由多個故障保護(hù)設(shè)備進(jìn)行了分段；這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都包括用于允許在共享通信信道內(nèi)發(fā)送或接收信令消息的通信設(shè)備，并且這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可確定通信系統(tǒng)內(nèi)故障的存在；該共享通信信道是根據(jù)針對具有第一優(yōu)先級的消息的第一信道接入?yún)f(xié)議和針對具有第二優(yōu)先級的消息的第二信道接入?yún)f(xié)議而指定的；并且其中，在檢測該配電線路的故障狀況時，檢測到故障狀態(tài)的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都利用第一優(yōu)先級和第一信道接入?yún)f(xié)議將該信令消息傳送給該通信信道內(nèi)的相鄰故障保護(hù)設(shè)備，而接收到信令消息的這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的每一個都可以調(diào)整故障保護(hù)特性，使得這多個故障保護(hù)設(shè)備和該電源中的最靠近該配電線路上的故障的那一個執(zhí)行操作以將該故障從該配電線路的其余部分中隔離出來。25、根據(jù)權(quán)利要求24所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，第一信道接入?yún)f(xié)議包括受限的接入通信協(xié)議。26、根據(jù)權(quán)利要求24所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，第二信道接入?yún)f(xié)議包括通用的接入沖突檢測通信協(xié)議。27、根據(jù)權(quán)利要求24所述的電力分配保護(hù)系統(tǒng)，該信令消息包含與第一優(yōu)先級或者第二優(yōu)先級相對應(yīng)的優(yōu)先級指示。全文摘要一種利用通信來協(xié)同故障保護(hù)設(shè)備的操作的電力分配保護(hù)系統(tǒng)和方法。通信可以是按優(yōu)先級排序的，其中，低優(yōu)先級的消息被保留或者丟棄，從而有利于高優(yōu)先級的消息，例如指示故障狀況的消息。根據(jù)要被傳送的消息的優(yōu)先級，設(shè)備可以使用多信道接入方案。文檔編號H02H7/30GK101379671SQ200780004654公開日2009年3月4日申請日期2007年1月23日優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日發(fā)明者唐納德·S·伯科威茨,威廉·D·沃爾布格,托馬斯·J·布倫斯,詹姆斯·K·涅米拉,邁克爾·G·恩尼斯,邁克爾·J·邁辛格,雷蒙德·P·奧利里申請人:施恩禧電氣有限公司