CN104202139A - 用于实现采样值序号同步的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于实现采样值序号同步的方法、装置和系统。其中在用于实现采样值序号同步的方法中，保护装置计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

Description

用于实现采样值序号同步的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及信息处理领域，特别涉及一种用于实现采样值序号同步的方法、装置和系统。

背景技术

在保护采用直接采样方式的情况下，由于数据传输的路由延时是确定的，保护根据合并单元的额定延时及数据到达保护时刻，即可推算出合并单元数据采样时刻，故直采方式不依赖于外部统一时钟源，一般情况下整体技术性能及安全可靠性较高。

但对于跨间隔设备(如母差保护)，为实现“直接采样、直接跳闸”，需提供大量的采样值及GOOSE接口，带来的直接问题是保护光口多，设备功耗及发热量大，故障概率高，造成保护的整体可靠性不一定比网采方式高。

在组网方式下从一次采样到保护装置接收到采样值报文，在这过程中需要经过若干级的传输延时，如图1所示。其中：

Ta：一次电压、电流互感器延时；

Tb：抗混叠滤波器造成的延时；

Tc：采集器到合并器的光纤传输延时；

Td：合并器处理延时；

Te：合并器到保护装置的网络传输延时；

T_额：合并器额定延时；

T_总：采样值传输总延时。

其中T_额可以认定为固定值，但每个厂家标称的额定延时都不相同，国网技术规范要求额定延时不大于2ms；Te网络传输延时是个抖动值，国网技术规范要求传输各种帧长数据时交换机固有时延应小于10us，任两台智能电子设备之间的数据传输路由不应超过4台交换机，然而在工程应用中由于工作环境及网络负荷的变化，网络传输延时的抖动范围很可能会超过以上要求。

正是由于以上两个因素的影响，造成各个合并单元上送的采样值报文到达保护装置的时刻是不均匀的且有先有后。所以实现组网方式采样值同步的关键是根据先等后(快等慢)的原则，缓存一定深度的采样值报文，然后将缓冲区中具有相同采样计数器值的采样值报文整合在一起，实现采样值同步，作为保护或录波计算的一个采样点数据，如图2所示。

为此，需要研究新型的不依赖外部统一时钟源的网络采样解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种用于实现采样值序号同步的方法、装置和系统。通过计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，由此确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

根据本发明的一个方面，提供一种用于实现采样值序号同步的方法，包括：

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；

根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

在一个实施例中，计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td的步骤包括：

利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

在一个实施例中，在确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻之后，还包括：

根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

在一个实施例中，根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间的步骤包括：

利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

在一个实施例中，根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

在一个实施例中，根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i的步骤包括：

利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

根据本发明的另一方面，提供一种用于实现采样值序号同步的保护装置，包括报文传输时间计算单元和采样时刻确定单元，其中：

报文传输时间计算单元，用于计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；

采样时刻确定单元，用于根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

在一个实施例中，报文传输时间计算单元具体利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

在一个实施例中，保护装置还包括间隔时间确定单元，其中：

间隔时间确定单元，用于根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

在一个实施例中，间隔时间确定单元具体利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

在一个实施例中，保护装置还包括采样时刻确定单元，其中：

采样时刻确定单元，用于根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

在一个实施例中，采样时刻确定单元具体利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

根据本发明的另一方面，提供一种用于实现采样值序号同步的系统，包括保护装置和合并单元，其中：

保护装置，为上述任一实施例涉及的保护装置；

合并单元，用于将SV报文发送给保护装置。

本发明通过计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中组网方式采样值传输延时示意图。

图2为现有技术中组网方式采样值同步示意图。

图3为用于实现采样值序号同步的方法一个实施例的示意图。

图4为本发明计算数据传输时间一个实施例的示意图。

图5为用于实现采样值序号同步的保护装置一个实施例的示意图。

图6为用于实现采样值序号同步的保护装置另一实施例的示意图。

图7为用于实现采样值序号同步的系统一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图3为本发明用于实现采样值序号同步的方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例的方法步骤可由保护装置执行。

步骤301，计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td。

例如，可采用乒乓原理对各合并单元发送的零序号SV报文进行同步。如图4所示，同步端可为合并单元，参考端可为保护装置。其中，计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td的步骤可包括：

利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

从而，可以通过乒乓法计算出数据传输时间，并通过调整采样时刻或插值修正采样数据完成同步计算。

步骤302，根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

保护装置分别与所有接入的合并单元进行上述乒乓同步，即可计算出每个合并单元零序号SV报文传输到保护装置时间。保护根据合并单元的额定延时及数据到达保护时刻，并额外扣除乒乓法得出的SV报文传输时间，即可推算出合并单元零序号SV报文对应的实际采样时刻。

基于本发明上述实施例提供的用于实现采样值序号同步的方法，通过计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

在一个实施例中，在确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻之后，还包括：

根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

优选的，可利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

在一个实施例中，还可根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

优选的，可利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

图5为用于实现采样值序号同步的保护装置一个实施例的示意图。如图5所示，保护装置可包括报文传输时间计算单元501和采样时刻确定单元502。其中：

报文传输时间计算单元501，用于计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td。

优选的，报文传输时间计算单元501具体利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

采样时刻确定单元502，用于根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

基于本发明上述实施例提供的用于实现采样值序号同步的保护终端，通过计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

图6为用于实现采样值序号同步的保护装置另一实施例的示意图。与图5所示实施例相比，在图6所示实施例中，保护装置还包括间隔时间确定单元601。其中：

间隔时间确定单元601，用于根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

优选的，间隔时间确定单元601具体利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

在另一实施例中，如图6所示，保护装置还包括采样时刻确定单元602。其中：

采样时刻确定单元602，用于根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

优选的，采样时刻确定单元602具体利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

图7为用于实现采样值序号同步的系统一个实施例的示意图。如图7所示，该系统可包括保护装置701和合并单元702。其中：

保护装置701可以为图5或图6中任一实施例涉及的保护装置。

合并单元702，用于将SV报文发送给保护装置。

基于本发明上述实施例提供的用于实现采样值序号同步的系统，保护装置通过计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。从而可有效实现采样同步。

通过实施本发明，可以得到以下有益效果：

(1)序号同步方案同步原理简单，易实现；

(2)组网交换机可使用普通工业交换机；

(3)不需要对现有网络结构进行修改。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种用于实现采样值序号同步的方法，其特征在于，包括：

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；

根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td的步骤包括：

利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻之后，还包括：

根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间的步骤包括：

利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i的步骤包括：

利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

7.一种用于实现采样值序号同步的保护装置，其特征在于，包括报文传输时间计算单元和采样时刻确定单元，其中：

报文传输时间计算单元，用于计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td；

采样时刻确定单元，用于根据所述合并单元的额定延迟、数据到达保护时刻和所述传输时间Td，确定与所述合并单元发送的SV报文相关联的实际采样时刻。

8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，

报文传输时间计算单元具体利用公式

$\mathrm{Td}=\frac{(\mathrm{tsr}-\mathrm{tss})-(\mathrm{tms}-\mathrm{tmr})}{2}$

计算合并单元发送SV报文所需要的报文传输时间Td，其中tss为所述合并单元发送SV报文的时刻，tmr为接收到所述合并单元发送的SV报文的时刻，tms为向所述合并单元发送SV报文的时刻，tsr为向所述合并单元发送的SV报文到达所述合并单元的时刻。

9.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，还包括间隔时间确定单元，其中：

间隔时间确定单元，用于根据相邻采样时刻之差，确定所述合并单元采样点的间隔时间。

10.根据权利要求9所述的保护装置，其特征在于，

间隔时间确定单元具体利用公式

Δt＝(T_0-(i+1)-T_0-i)/4000

确定所述合并单元采样点的间隔时间Δt，其中T_0-(i+1)为第i+1个采样时刻，T_0-i为第i个采样时刻。

11.根据权利要求10所述的保护装置，其特征在于，还包括采样时刻确定单元，其中：

采样时刻确定单元，用于根据所述合并单元采样点的间隔时间Δt，确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i。

12.根据权利要求11所述的保护装置，其特征在于，

采样时刻确定单元具体利用公式

T_i＝T₀+i*Δt

确定第i个采样点对应的实际采样时刻T_i，T₀为第0个采样点对应的实际采样时刻。

13.一种用于实现采样值序号同步的系统，其特征在于，包括保护装置和合并单元，其中：

保护装置，为权利要求7-12中任一项涉及的保护装置；

合并单元，用于将SV报文发送给保护装置。