CN104067544B - 更新变电站的一次装置的控制器的数据 - Google Patents

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Abstract

在更新变电站10的一次装置12的控制器16时，采用移动装置26经由蜂窝电话通信网络32从时间服务器40接收实际时间，并且采用移动装置26经由本地无线通信网络24向控制器16发送该实际时间。

Description

更新变电站的一次装置的控制器的数据
技术领域
本发明涉及变电站（power substation）的监测领域。具体来说，本发明涉及用于更新变电站的一次装置的控制器的数据的方法、计算机程序和计算机可读介质。本发明还涉及移动装置以及包括这种移动装置的系统。
背景技术
变电站的一次设备或一次装置、例如继电器、开关、断路器和变压器通常连接到具有适合于控制相应一次装置的微处理器的控制器(二次装置)。例如，保护继电器的控制器可测量流经继电器的电流，并且在检测到故障时可断开继电器。
为了配置一次装置或者由于诊断原因，数据可必须从控制器读出或者发送给控制器。例如，控制器可经由站总线连接到中央系统、例如SCADA系统或者站计算机。一次装置或控制器的数据可经由站总线传递给SCADA系统或者站计算机。在一些情况下，数据可经由PC以及控制器的附加服务接口直接读出。为了读取数据，可必须启动一次装置的控制器特定的工具，以解释故障记录器数据或者设置配置参数。
如果一次装置的控制器具有实时时钟，则实时时钟有时可必须与全局时钟同步。
发明内容
本发明的一个目的是简化一次装置的配置和诊断。
这个目的通过独立权利要求的主题来实现。通过从属权利要求和以下描述，其它示范实施例是显而易见的。
本发明的一个方面涉及一种用于更新变电站的一次装置的控制器的方法。
按照本发明的一实施例，该方法包括下列步骤：采用移动装置经由蜂窝电话通信网络从时间服务器接收实际时间；采用移动装置经由本地无线通信网络向控制器发送实际时间。
控制器的本地时钟可采用移动装置、例如智能电话中存储的实际时间来更新。实际时间可在移动装置中经由蜂窝电话通信网络来更新，并且可在控制器中经由本地无线通信链路、例如WLAN或BlueTooth (蓝牙)来更新。这可提供将控制器的时钟时间保持为实际的简单方式，甚至在内部时钟过快或过慢的情况下。此外，控制器无需连接到有线通信网络，这可简化控制器的安装。
本发明的另一方面涉及一种用于更新来自变电站的一次装置的控制器的数据的方法。
按照本发明的一实施例，该方法包括下列步骤：经由本地无线通信网络从控制器接收诊断数据，诊断数据具有关于控制器的本地时钟的时间戳；经由本地无线通信网络从控制器接收本地时钟时间；从时间服务器接收实际时间；关于本地时钟时间重新校准诊断数据的时间戳。
另一方面，移动装置可用于从控制器接收数据。通过可存储在移动装置中的实际时间，在控制器的本地时钟出错的情况下，可校正来自控制器的数据的时间戳。
本发明的另一方面涉及一种移动装置、例如智能电话。
按照本发明的一实施例，移动装置包括：第一通信单元，用于经由本地无线通信网络进行通信；以及第二通信单元，用于经由蜂窝电话通信网络进行通信。此外，移动装置适合于执行如上文和下文所述的方法。第一通信单元可包括WLAN或BlueTooth接口。第二通信单元可包括GSM或UMTS接口。
本发明的另一方面涉及一种系统，其中包括：这种移动装置；以及用于变电站的一次装置的控制器，具有用于经由本地无线网络进行通信的通信单元。
必须理解，如上文和下文所述方法的特征可以是如上文和下文所述的移动装置和系统的特征，反过来也是一样。
本发明的其它方面涉及：一种用于更新变电站的一次装置的控制器的数据的计算机程序，其在由处理器所运行时适合执行如上文和下文所述方法的步骤；以及计算机可读介质，其中存储这种计算机程序。例如，如上文和下文所述的方法由“app”、即智能电话中存储的应用并且可选地由控制器中存储的其它软件以及由用于从/向智能电话接收和发送数据的中央系统来执行。
计算机可读介质可以是软盘、硬盘、USB(通用串行总线)存储装置、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、FLASH和EPROM(可擦可编程只读存储器)。计算机可读介质还可以是允许下载程序代码的数据通信网络、如因特网。
通过参照以下所述实施例进行的说明，本发明的这些方面及其它方面将会显而易见。
附图说明
下文中参照附图示出的示范实施例更详细地说明本发明的主题。
图1示意示出按照本发明的一实施例的变电站。
图2示出按照本发明的一实施例、用于更新控制器中的数据的方法的流程图。
图3是描述按照本发明的一实施例的时间戳的重新校准的简图。
图4示出按照本发明的一实施例、用于更新来自控制器的数据的方法的流程图。
原则上，附图中，相同部件提供有相同参考标号。
具体实施方式
图1示出具有耦合到变电站10的高功率线14的高功率一次装置12的变电站10。
例如保护继电器、高功率开关、断路器、接地开关、连接器或变压器等一次装置12具有用于控制一次装置10的操作的控制器16。控制器16可以是将要附连到或者附连在一次装置12附近的装置，并且可包括用于容纳其全部组件的壳体。
控制器16可包括：测量单元18，用于测量电力线14中的电流；控制单元20，用于命令一次装置12；以及通信单元22，用于经由本地无线通信网络24、例如无线电通信网络与外部装置进行通信。控制器16还可包括CPU 24，其中具有用于控制控制器18的组件18、20、22的处理器和存储装置。
控制器16还可包括实时时钟25，其向CPU 24提供时间值。
通信单元22可包括标准无线通信接口(例如用于BlueTooth、WLAN)，其可取代线缆连结的接口。但是，通信单元22还可额外包括线缆连结的接口。
通过通信单元22，可建立到移动装置26的简易连接。可通过服务技术人员来使用和携带的移动装置26包括：第一通信单元28，用于经由通信网络24进行通信；以及第二通信单元30，用于经由蜂窝电话通信网络32进行通信。移动装置还可包括例如具有显示器和键盘的HMI(人机接口)34、实时时钟36以及用于控制移动装置26的组件28、30、34、36的具有处理器和存储装置的CPU 38。例如，移动装置26可以是智能电话或标准膝上型。
移动装置26的本地实时时钟36可经由蜂窝电话通信网络32与时间服务器40的时间同步。通常，蜂窝电话通信网络32的服务提供商还为服务提供实际时间，其可用于将时钟36的时间设置成时间服务器40的实际时间。
经由通信单元22、28，来自控制器18的数据可传送给移动装置26，以及来自移动装置26的数据可传送给控制器18，而无需物理的线缆连结的连接。移动装置26可以是标准装置，并且通信可通过使用“app”(应用程序、计算机程序)来执行，其中“app”可经由因特网或GSM、例如经由通信接口28或者经由通信接口30从App服务器提前下载。计算机程序还可以是运行于万维网浏览器的功能。
“app”或计算机程序可具有控制器特定功能，例如故障记录器数据读取、参数设置和写入或故障查找。故障查找可包括通过组合和/或评估同一时间间隔的若干数据记录，来计算意外事件的故障位置或地点。
移动装置和计算机程序的功能可由服务技术人员采用HMI 34来启动、控制和监控。
具体来说，移动装置26可用来同步控制器16的本地实时时钟25。
按照本发明的一实施例，移动装置26包括：第一通信单元28，用于经由本地无线通信网络24进行通信；以及第二通信单元30，用于经由蜂窝电话通信网络32进行通信。移动装置26适合于交换数据并且将控制器的时间与其自己的时间同步，如上文和下文所述。
按照本发明的一实施例，移动装置26是系统的一部分，其中该系统还包括用于变电站10的一次装置12的控制器16，其具有用于经由本地无线网络24进行通信的通信单元22。
图2示出用于更新控制器16中的数据并且具体来说用于设置或更新时钟25的方法的流程图。
在步骤S10，在移动装置26中经由通信单元30接收来自时间服务器40的实际时间，并且时钟36由CPU 38设置成实际时间。
按照本发明的一实施例，该方法包括下列步骤：采用移动装置26经由蜂窝电话通信网络32从时间服务器40接收实际时间。
在步骤S12(其可在经由HMI 34的服务技术人员的相应命令之后、在移动装置处于关于控制器16的通信范围之内时运行)，将实际时间发送给控制器16。
必须理解，步骤S10可按照常规时间间隔自动执行，并且步骤S12及后续步骤可以仅在来自服务技术人员的命令之后执行。但是，时钟25与时钟36的同步以及其它功能可例如通过移动装置26进入控制器16的通信范围的事件自动触发。
为了向控制器16发送实际时间，通信单元28、32建立通信链路，以及CPU 24在步骤S14接收实际时间，并且将内部时钟25设置成所接收的实际时间。
按照本发明的一实施例，该方法包括采用移动装置26经由本地无线通信网络24向控制器16发送实际时间的步骤。
按照本发明的一实施例，该方法包括将控制器16的内部时钟25与实际时间进行同步的步骤。
甚至在控制器16没有经由变电站总线或其它有线通信线路连接到中央系统的情况下，内部时钟25或实时时钟25可与来自移动装置26的时间并且因此与来自时间服务器40(其提供全局实际时间)的时间同步。
通过将一次装置12的控制器16时间同步到时间服务器40，可更易于将例如基于时间的故障记录与另一一次装置的另一个控制器所记录并且与同一故障(意外事件)有关的故障记录进行比较。通过使用智能电话连同上述应用，可以能够采用实际时间来更新控制器25的实时时钟25。智能电话可具有来自时间服务器40(其可位于蜂窝电话或内部GPS网络的基站中)的实际时间。例如，智能电话时间和日期可在每一个国家连续同步。
在步骤S16，另一配置参数可发送给控制器16。无线通信链路还可用于采用移动装置26来配置控制器16或者用于向控制器16发送命令。
例如，服务技术人员可将标准智能电话26用于配置控制器16。只有具有对应功能的应用可必须安装在智能电话中。
按照本发明的一实施例，该方法包括采用移动装置26经由本地通信网络24向控制器26发送配置参数的步骤。
在步骤S18，所接收的实际时间可由CPU 24存储在控制器16中供将来参照。如下面将说明，当时钟25相对时间服务器40的正确时间变慢或变快时，这个时间值可用于重新校准来自控制器16的加时间戳数据。必须注意，本申请中所述的所有时间和时间值可表示日期和时间值。
按照本发明的一实施例，该方法包括将所接收的实际时间存储在控制器16中作为时钟更新时间tup供以后参照的步骤。
时钟更新时间tup在图3中示出，其示出在针对图2和图4所述的方法中使用的其它时间值。
具体来说，当控制器16的时钟25与移动装置26的时钟36同步时，控制器16将更新时间tup设置成所接收的实际时间。不久之后，例如故障由控制器16检测到，并且相应故障数据记录被生成并且存储在控制器16中。这个数据记录采用故障事件tts的本地时钟时间来加时间戳。随后，当采用移动装置26从控制器16下载故障数据记录时，时钟25的本地时钟时间tl不同于移动装置26的时钟36的全局实际时间tg，因为本地时钟25比正确的实际时间略慢或略快。从时间戳时间tts，则可计算重新校准时间戳时间tts,r。
图4示出用于更新来自控制器16的数据的方法，其中重新校准加时间戳数据。
在步骤S20，通信链路24在通信单元22、28之间来建立，并且诊断数据从控制器16发送给移动装置26。例如，这可通过服务技术人员的命令或者自动触发，如上所述。
按照本发明的一实施例，该方法包括经由本地无线通信网络24从控制器16接收诊断数据的步骤。诊断数据可具有关于控制器16的本地时钟25的时间戳tts。
诊断数据可包括故障数据、来自附连到一次装置12的传感器的测量数据或者一般来说与控制器16和/或一次装置12相关的其它数据。
在步骤S22，控制器16还向移动装置16发送其本地时钟时间tl。
按照本发明的一实施例，该方法包括经由本地无线通信网络24从控制器16接收本地时钟时间tl的步骤。
如所述，移动装置36的时钟的实际时间tg可从时间服务器40接收。
在可选步骤S24，诊断数据、本地时间和实际时间可发送给中央系统24、例如变电站10的中央监测系统或者可远离变电站10的SCADA系统。诊断数据和时间值tl、tg、tup可经由通信链路24、即采用本地通信单元28(在服务技术人员和移动装置已经进入中央系统42的通信范围之后)或者经由通信网络32来发送。
在步骤S26，诊断数据的时间戳则在移动装置26中或者在中央系统42中重新校准。
按照本发明的一实施例，该方法包括关于本地时钟时间tl和实际时间tg重新校准诊断数据的时间戳tts的步骤。
按照本发明的一实施例，重新校准由移动装置26来执行。
按照本发明的一实施例，将诊断数据发送给中央系统42，其中重新校准由中央系统42来执行。
在本地时钟25具有与实际时间的速度略有不同的恒定速度的假设下，重新校准时间戳可按照如下方式来计算：
tts,r = tup + (tts - tup) * (tgc - tup) / (tlc - tup)
按照本发明的一实施例，该方法包括下列步骤：计算本地时钟时间tl与实际时间tg之间的时间偏移；以及通过改变与实际时间tg和本地时钟时间tl之间的差成比例的、重新校准时间戳时间tts,r和时间戳时间tts之间的差，来重新校准时间戳tts。
最后，时钟25的本地时钟时间可再次与时钟36的实际时间同步，如针对图2所述。
通过这种方法，可以能够计算实际时钟25的实际不准确度。可通过读取本地时间，并且将它与时钟36的实际时间进行比较，来将时钟25与时钟36匹配。传输延迟可忽略。通过了解不准确度，并且在诊断数据上传的时候这可以是简单偏移，例如上传故障记录和事件的时间戳可对这个偏移重新校准。由此，可以能够在无需(持久连接的)时间服务器40的情况下比较来自不同控制器和一次装置的故障记录。
虽然在附图和以上描述中详细说明和描述了本发明，但是这种说明和描述被认为是说明性或示范性而不是限制性的；本发明并不局限于所公开的实施例。通过研究附图、本公开和所附权利要求书，对所公开的实施例的其它变更是本领域的技术人员可以理解和实施的，并且实施要求保护的本发明。在权利要求书中，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，以及不定冠词“一”、“一个”并不排除多个。单个处理器或控制器或者其它单元可完成权利要求书中所述的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中陈述某些量度的事实并不表示这些量度的组合不能用于产生良好效果。权利要求书中的任何参考标号不应当理解为限制范围。

Claims (13)

1.一种用于更新变电站(10)的一次装置(12)的控制器(16)的方法，所述方法包括下列步骤：
采用移动装置(26)经由蜂窝电话通信网络(32)从时间服务器(40)接收实际时间tg；
采用所述移动装置(26)经由本地无线通信网络(24)向所述控制器(16)发送所述实际时间tg；
将所述控制器(16)的内部时钟(25)与所述实际时间tg同步。
2.如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：
将所述实际时间tg存储在所述控制器(16)中作为时钟更新时间tup供以后参照。
3.如权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：
将所述实际时间tg存储在所述控制器(16)中作为时钟更新时间tup供以后参照。
4.如以上权利要求中的任一项所述的方法，
采用所述移动装置(26)经由所述本地通信网络(24)向所述控制器(26)发送配置参数。
5.一种用于更新来自变电站(10)的一次装置(12)的控制器(16)的数据的方法，所述方法包括：
经由本地无线通信网络(24)从所述控制器(16)接收诊断数据，所述诊断数据具有关于所述控制器(16)的本地时钟(25)的时间戳tts；
经由所述本地无线通信网络(24)从所述控制器(16)接收本地时钟时间tl；
从时间服务器(40)接收实际时间tg；
关于所述本地时钟时间tl和所述实际时间tg重新校准所述诊断数据的所述时间戳tts。
6.如权利要求5所述的方法，其中，根据权利要求1至5中的任一项已经更新了所述本地时钟时间tl。
7.如权利要求5所述的方法，还包括下列步骤：
计算所述本地时钟时间tl与所述实际时间tg之间的时间偏移；
通过改变与所述实际时间tg和所述本地时钟时间tl之间的差成比例的、重新校准时间戳时间tts,r和时间戳时间tts之间的差，来重新校准所述时间戳tts。
8.如权利要求6所述的方法，还包括下列步骤：
计算所述本地时钟时间tl与所述实际时间tg之间的时间偏移；
通过改变与所述实际时间tg和所述本地时钟时间tl之间的差成比例的、重新校准时间戳时间tts,r和时间戳时间tts之间的差，来重新校准所述时间戳tts。
9.如权利要求5至8中的任一项所述的方法，
其中所述重新校准由移动装置(26)来执行。
10.如权利要求5至8中的任一项所述的方法，还包括下列步骤：
向中央系统(42)发送所述诊断数据，其中所述重新校准由所述中央系统(42)来执行。
11.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：
向中央系统(42)发送所述诊断数据，其中所述重新校准由所述中央系统(42)来执行。
12.一种移动装置(26)，包括：
第一通信单元(28)，用于经由本地无线通信网络(24)进行通信；
第二通信单元(30)，用于经由蜂窝电话通信网络(32)进行通信；
其中所述移动装置(26)适合于执行如权利要求1至11中的任一项所述的方法。
13.一种系统，包括：
用于变电站(10)的一次装置(12)的控制器(16)；
根据权利要求12的移动装置(26)；
其中所述控制器(16)具有用于经由本地无线网络(24)进行通信的通信单元(22)。
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