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信息同步是数字化变电站技术的关键问题之一,而IEC61850标准在数字化变电站的应用突破了常规变电站通信的范畴,将网络通信技术深入到变电站自动化系统保护、测量、远动等多元信息应用中。在此背景下,采样数据作为变电站信息的重要部分,其传输同步能够以多种方式实现。其中,基于软件的算法具有实现灵活、无硬件投资的优点。本文对采样数据同步问题进行分析,主要研究在不依赖于时钟同步系统的情况下,对组网方式中不同合并单元采样数据进行同步处理的算法。首先,针对数字化变电站的基本特征,本文对基于IEC61850-9-2的采样数据及过程层主要设备进行介绍,并对数字化变电站时钟同步系统的对时方式和采样数据同步方法进行分析。此外,在介绍过程层网络的两种传输方式之后本文重点针对组网方式,结合数字化牵引变电所特点,通过多种过程层组网方案的讨论,给出了六种初步可行方案。为进一步分析组网方案在时钟同步系统失效时的可行性,本文利用OPNET Modeler建立了设备的网络仿真模型,对SMV与GOOSE分网与共网下的主变间隔和馈线间隔进行模拟,通过比较采样数据传输的端对端延时特性,确定了四种可行的组网方案,同时对PTP报文传输延时特性进行了验证。其次,本文对基本Lagrange插值算法的线性插值和抛物线插值及其误差进行分析,并通过算法复杂度理论,验证了松弛加速改进后的Lagrange插值算法能有效降低时间复杂度。此外,针对时钟同步系统失效时采样数据插值算法的同步处理,本文在传输延时分析的基础上进行公式推导,得出采样值误差最大的极端情况,并对采样异常数据进行预处理研究。最后,本文对时钟同步系统有效和失效时的同步算法应用进行介绍,特别在时钟同步系统失效时,结合仿真确定的数字化牵引变电所过程层组网方案及其采样数据传输延时特性,定量分析了极端情况下应用同步算法造成的采样数据有效值误差,并定性讨论了误差对差动保护的影响和算法的适用性