CN103915897A - 一种数字化变电站采样值的监测方法及其监测装置 - Google Patents

一种数字化变电站采样值的监测方法及其监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字化变电站采样值的监测方法及监测装置，在记录采样值的接收时间后，对采样值进行解析，通过对解析结果的不同信息内容的提取和比较，及通过一个定时器来记录两个采样值之间的时间间隔，从而监测采样值是否中断、丢失、重复、逆序、合关单元同步丢失、数据品质异常、采样频率异常，从而独立、快速的完成对采样值的全面监测，为解决隐含故障提供数据支持，为进一步分析数字化变电站中相关的智能化电子设备是否正常运行提供前提条件，及时、全面的发现数字化变电站系统中的故障。

Description

一种数字化变电站采样值的监测方法及其监测装置
技术领域
本发明涉及监测方法，具体涉及一种数字化变电站采样值的监测方法及其监测装置。
背景技术
智能电网是实施新的能源战略和优化能源资源配置的重要平台，涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度各环节，广泛利用先进的信息和材料等技术，实现清洁能源的大规模接入与利用，提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应，满足国家战略要求和我国经济社会发展需要。大力发展智能电网科技产业，并实施智能电网重大科技产业化工程，对于调整能源结构、节能减排、应对气候变化具有重大意义。
智能电网中的数字化变电站是智能电网的重要部分，其将传统变电站的信号进行数字化处理，并按照IEC61850规约进行后续处理，从而提高变电站的智能化。采样值SV报文是数字化变电站中的采样值信息，其反映数字化变电站的运行状况，对SV报文的监测是数字化变电站监测系统的重要功能，用于及时发现数字化变电站的故障，同时能够分析数字化变电站中相关的智能化电子设备（IED）是否正常运行，是否有误告警报文，从而为解决数字化变电站的隐含故障提供数据支持。
SV报文数据量大，SV报文监测方法的监测速度对SV报文的处理和反应数字化变电站故障的可靠性有十分重要的意义。现有技术中对SV报文的监测方法，不能快速地从众多缺陷中监测出SV报文具体属于哪一种缺陷，不能及时判断出系统的故障或隐含故障，为数字化变电站的正常运行埋下了隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种数字化变电站采样值的监测方法，实现对采样值的快速、全面的监测。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种数字化变电站采样值的监测方法，包括：
记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中。
解析所述当前采样值报文，而获得采样值报文解析结果，所述解析结果包含以下信息至少之一：MAC地址、所述接收时间的差值、至少包含计数值smpCnt的采样计数器字节、至少包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、至少包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节、采样值报文的实际接收时间t1和理论接收时间t0。
从所述解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中；
对每一个数据队列中的所述解析结果进行监测。
上述方案中，对解析结果进行监测，包括：
当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值T1；判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，在当前解析结果中增设采样中断的标识；和/或，
从所述解析结果中提取计数值smpCnt；比较smpCntp和smpCntlast+1的大小，当smpCntp大于smpCntlast+1时，在所述解析结果中增设采样丢失的标识；当smpCntp等于smpCntlast时，在所述解析结果中增设采样重复的标识；比较smpCntp和smpCntlast，当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，在所述解析结果中增设采样逆序的标识；其中，所述smpCntp为当前采样值报文的smpCnt，所述smpCntlast为上一采样值报文的smpCnt；和/或，
从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch，判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识；和/或，
从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue，判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识；和/或，
从所述解析结果中提取实际接收时间t1，计算理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD，判断TD是否大于设定阈值T2，当TD大于T2时，在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。
上述方案中，所述监测方法还包括：将监测后的所述解析结果进行封装并转发。
本发明还提供了一种数字化变电站采样值的监测装置，包括：计时单元、解析单元、分类单元、监测单元；其中，
计时单元，用于记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中；
解析单元，用于解析所述当前采样值报文，而获得采样值报文解析结果，所述解析结果包含以下信息至少之一：MAC地址、所述接收时间的差值、至少包含计数值smpCnt的采样计数器字节、至少包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、至少包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节、采样值报文的实际接收时间t1和理论接收时间t0；
分类单元，用于从所述解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中；
监测单元，用于对每一个数据队列中的所述解析结果进行监测。
上述方案中，所述监测单元包括：
第一监测子单元，用于当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值T1；判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，在当前解析结果中增设采样中断的标识；和/或，
第二监测子单元，用于从所述解析结果中提取计数值smpCnt；比较smpCntp和smpCntlast+1，当smpCntp大于smpCntlast+1时，在所述解析结果中增设采样丢失的标识；当smpCntp等于smpCntlast时，在所述解析结果中增设采样重复的标识；比较smpCntp和smpCntlast，当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，在所述解析结果中增设采样逆序的标识；其中，所述smpCntp为当前采样值报文的smpCnt，所述smpCntlast为上一采样值报文的smpCnt；和/或，
第三监测子单元，用于从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch，判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识；和/或，
第四监测子单元，用于从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue，判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识；和/或，
第五监测子单元，用于从所述解析结果中提取实际接收时间t1，计算理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD，判断TD是否大于设定阈值T2，当TD大于T2时，在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。
上述方案中，所述监测装置还包括：封装单元，所述封装单元用于将监测后的所述解析结果进行封装并转发。
本发明实施例提供了一种数字化变电站采样值的监测方法，在记录采样值的接收时间后，对采样值进行解析，通过对解析结果的不同信息内容的提取和比较，监测采样值是否丢失、重复、逆序、合关单元同步丢失、数据品质异常、采样频率异常，从而独立、快速地完成对采样值的全面监测，为解决隐含故障提供数据支持，为进一步分析数字化变电站中相关的智能化电子设备是否正常运行提供前提条件，及时、全面地发现数字化变电站系统中的故障。
附图说明
图1为本发明实施例数字化变电站采样值监测方法流程示意图；
图2为本发明实施例数字化变电站采样值监测装置示意图；
图3为本发明实施例数字化变电站采样值监测装置中的监测单元示意图。具体实施方式
以下结合附图详细说明一下本发明的具体实施例。
图1所示为本发明实施例数字化变电站采样值SV监测方法流程示意图，如图1所示，本发明实施例数字化变电站采样值SV监测方法包括以下步骤：
步骤101：首先记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中。
步骤102：提取并解析采样值报文，得到解析后的解析结果。采样值报文的具体结构如表1所示。
表1
从表1中可以看出，采样值报文中包含目的地址，即MAC地址，包含计数值smpCnt的采样计数器字节、包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节。对应地，对采样值报文解析后的解析结果也包含如表1所示的内容。
另外，所述解析结果还包括采样值的实际接收时间t1。
步骤103：从解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中。此时，每一列中的数据均为具有同一属性值的SV报文的解析结果，下列监测或操作均针对每一队列中的解析结果进行。
步骤104：当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值T1。
步骤105：判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，执行步骤106；否则，跳过步骤106，直接执行步骤107。这里，所述阈值T1可以为3秒，也可以为其他根据需要所设定的值。
步骤106：在所述解析结果中增设采样中断的标识。
步骤107：从所述解析结果中提取计数值smpCnt。以下步骤108至113中，所述smpCntp为当前采样值的smpCnt，所述smpCntlast为上一个采样值的smpCnt。
步骤108：比较smpCntp和smpCntlast+1的大小，当smpCntp大于smpCntlast+1时，执行步骤109；否则，跳过步骤109，直接执行步骤110。
步骤109：在所述解析结果中增设采样丢失的标识。
步骤110：比较smpCntp和smpCntlast的大小，当smpCntp等于smpCntlast时，执行步骤111，否则，跳过步骤111，直接执行步骤112。
步骤111：在所述解析结果中增设采样重复的标识。
步骤112：再次比较smpCntp和smpCntlast的大小，当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，执行步骤113；否则，跳过步骤113，直接执行步骤114。
步骤113：在所述解析结果中增设采样逆序的标识。
步骤114：从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch。
步骤115：判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，执行步骤116；否则，跳过步骤116，直接执行步骤117。
步骤116：在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识。
步骤117：从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue。
步骤118：判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，执行步骤119；否则，跳过步骤119，直接执行步骤120。这里，所述阈值Q可以为0，也可以为根据需要设定的其他值。
步骤119：在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识。
步骤120：从所述解析结果中提取实际接收时间t1，计算理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD。这里，所述计算理论接收时间t0，具体为：t0=T0+smpCntp×Ti，其中，T0为采样值报文的smpCnt=0时，所记录的接收到采样值的时间t1p，当接收到smpCnt=0的采样值报文时，即将所述t1p保存为T0；Ti为理想状态下传输采样值报文时两个采样值之间的时间间隔，这一时间间隔在监测前根据需要进行设定，也可以根据采样值报文的相关协议进行设定。这一设定值可以为25毫秒，也可以为其他值；所述smpCntp为当前采样值的smpCnt。
步骤121：判断TD是否大于设定阈值T2，当TD大于T2时，执行步骤122；否则，跳过步骤122，直接结束监测。这里，所述阈值T2可以为10毫秒，也可以根据需要设定其他的值。
步骤122：在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。
通过上述步骤，监测了采样值是否丢失、重复、逆序、合关单元同步丢失、数据品质异常、采样频率异常，从而独立、快速的完成对采样值的全面监测，为解决隐含故障提供数据支持，为进一步分析数字化变电站中相关的智能化电子设备是否正常运行提供前提条件，及时、全面的发现数字化变电站系统中的故障。
上述监测方法可以通过硬件实现，也可以通过软件即应用程序来实现。
图2为本发明实施例数字化变电站采样值监测装置示意图。如图2所示，本发明实施例的采样值监测装置包括：计时单元201、解析单元202、分类单元203、监测单元204；其中，
计时单元201，用于接收采样值，并记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中。
解析单元202，用于解析所述当前采样值报文，而获得采样值报文解析结果，所述解析结果包含以下信息至少之一：MAC地址、所述接收时间的差值、至少包含计数值smpCnt的采样计数器字节、至少包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、至少包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节、采样值报文的实际接收时间t1和理论接收时间t0；
分类单元203，用于从所述解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中；
监测单元204，用于对每一个数据队列中的所述解析结果进行监测。
上述方案中，所述监测装置还可以包括封装单元205，用于将监测后的所述解析结果进行封装并转发。
图3为本发明实施例数字化变电站采样值监测装置中的监测单元示意图，如图3所示，监测单元204，包括：第一监测子单元2041、和/或第二监测子单元2042、和/或第三监测子单元2043、和/或第四监测子单元2044、和/或第五监测子单元2045；其中
第一监测子单元2041，当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值为T1；判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，在当前解析结果中增设采样中断的标识；
第二监测子单元2042，用于从所述解析结果中提取计数值smpCnt；比较smpCntp和smpCntlast+1，当smpCntp大于smpCntlast+1时，在所述解析结果中增设采样丢失的标识；当smpCntp等于smpCntlast时，在所述解析结果中增设采样重复的标识；比较smpCntp和smpCntlast，当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，在所述解析结果中增设采样逆序的标识；其中，所述smpCntp为当前采样值报文的smpCnt，所述smpCntlast为上一采样值报文的smpCnt；
第三监测子单元2043，用于从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch，判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识；
第四监测子单元2044，用于从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue，判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识；这里，所述阈值Q可以为0，也可以为根据需要设定的其他值。
第五监测子单元2045，用于从所述解析结果中提取实际接收时间t1，计算理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD，判断TD是否大于设定阈值，当TD大于T2时，在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。这里，所述计算理论接收时间t0，具体为：t0=T0+smpCntp×Ti，其中，T0为采样值报文的smpCnt=0时，所记录的接收到采样值的时间t1p，当接收到smpCnt=0的采样值报文时，即将所述t1p保存为T0；Ti为理想状态下传输采样值报文时两个采样值之间的时间间隔，这一时间间隔在监测前根据需要进行设定，也可以根据采样值报文的相关协议进行设定。这一设定值可以为25毫秒，也可以为其他值；所述smpCntp为当前采样值的smpCnt。所述阈值T2可以为10毫秒，也可以根据需要设定其他的值。
上述一项或多项监测完成后，通过封装单元205，将监测后的解析结果进行封装并转发。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数字化变电站采样值的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：
记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中；
解析所述当前采样值报文，而获得采样值报文解析结果，所述解析结果包含以下信息至少之一：媒体访问控制MAC地址、至少包含计数值smpCnt的采样计数器字节、至少包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、至少包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节、所述实际接收时间t1；
从所述解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中；
对每一个数据队列中的所述解析结果进行监测。
2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述对解析结果进行监测，包括：
当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值T1；判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，在当前解析结果中增设采样中断的标识。
3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述对解析结果进行监测，包括：
从所述解析结果中提取计数值smpCnt；比较smpCntp和smpCntlast+1的大小，当smpCntp大于smpCntlast+1时，在所述解析结果中增设采样丢失的标识；比较smpCntp和smpCntlast的大小，当smpCntp等于smpCntlast时，在所述解析结果中增设采样重复的标识；当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，在所述解析结果中增设采样逆序的标识；其中，所述smpCntp为当前采样值报文的smpCnt，所述smpCntlast为前一采样值报文的smpCnt。
4.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述对解析结果进行监测，包括：
从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch，判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识。
5.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述对解析结果进行监测，包括：
从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue，判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识。
6.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述对解析结果进行监测，包括：
从所述解析结果中提取所述实际接收时间t1，计算理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD，判断TD是否大于设定阈值T2，当TD大于T2时，在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。
7.如权利要求2至6任一项权利要求所述的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括：将监测后的所述解析结果进行封装并转发。
8.一种数字化变电站采样值的监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：计时单元、解析单元、分类单元、监测单元；其中，
计时单元，用于记录接收当前采样值的实际接收时间t1并将所述实际接收时间t1封装在采样值中；
解析单元，用于解析所述当前采样值报文，而获得采样值报文解析结果，所述解析结果包含以下信息至少之一：MAC地址、至少包含计数值smpCnt的采样计数器字节、至少包含采样同步标识smpSynch的采样同步字节、至少包含品质位数值Qvalue的采样值序列字节、采样值报文的实际接收时间t1和理论接收时间t0；
分类单元，用于从所述解析结果中提取MAC地址，根据MAC地址对解析结果进行分类，并按解析结果的类型将分类后的解析结果归入相应的数据队列中；
监测单元，用于对每一个数据队列中的所述解析结果进行监测。
9.如权利要求8所述的监测装置，其特征在于，所述监测单元包括：
第一监测子单元，用于当将当前解析结果归入相应的数据队列中时，清零并启动该数据队列中的定时器，所述定时器中设定阈值T1；判断接收到下一个解析结果是否在T1时间段内，当在T1时间段内未能接收到下一个解析结果时，在当前解析结果中增设采样中断的标识；和/或
第二监测子单元，用于从所述解析结果中提取计数值smpCnt；比较smpCntp和smpCntlast+1，当smpCntp大于smpCntlast+1时，在所述解析结果中增设采样丢失的标识；当smpCntp等于smpCntlast时，在所述解析结果中增设采样重复的标识；比较smpCntp和smpCntlast，当smpCntp小于smpCntlast且smpCntp不为0时，在所述解析结果中增设采样逆序的标识；其中，所述smpCntp为当前采样值报文的smpCnt，所述smpCntlast为上一采样值报文的smpCnt；和/或
第三监测子单元，用于从所述解析结果中提取采样同步标识smpSynch，判断smpSynch是否为0，当smpSynch为0时，在所述解析结果中增设合并单元同步丢失的标识；和/或
第四监测子单元，用于从所述解析结果中提取品质位数值Qvalue，判断Qvalue是否大于设定阈值Q，当Qvalue大于Q时，在所述解析结果中增设采样数据品质异常的标识；和/或
第五监测子单元，用于从所述解析结果中提取实际接收时间t1和理论接收时间t0，按TD=︱t1-t0︱计算实际接收时间t1和理论接收时间t0的差值TD，判断TD是否大于设定阈值T2，当TD大于T2时，在所述解析结果中增设采样频率异常的标识。
10.如权利要求8或9任一项所述的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括：封装单元，所述封装单元用于将监测后的所述解析结果进行封装并转发。
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