CN105917243A - 同步相量数据管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一个实施例描述非暂时性有形计算机可读介质，该介质存储可由广域监测系统中的电子装置的处理器运行的多个指令。指令包括：经由网络接口从广域监测系统接收同步命令的指令，其中，使同步命令通过编码在同步命令上的时间戳与全局时钟时间同步；利用输入处置器至少部分地基于编码在同步命令上的发送器ID和接收器ID而接受或拒绝同步命令；利用同步命令管理器至少部分地基于编码在同步命令上的调度器时间而调度为编码在同步命令上的控制命令的运行；以及利用处理器至少部分地基于编码在同步命令上的应用ID而运行编码在同步命令上的控制命令。

Description

同步相量数据管理系统及方法
背景技术
本文中所公开的主题涉及广域监测系统（WAMS），更具体地，涉及WAMS内的通信。
通常，可以利用广域监测系统（WAMS）来监测诸如电网之类的大型地理分布式系统。具体地，WAMS可以包括位于分布式系统的各种地理位置的多个变电站。例如，变电站可以实现通过测量诸如装置状态、频率、电压、电流或功率之类的参数而能够监测和/或计量分布式系统，并且，基于所测量到的参数而确定同步相量数据集。然后，可以传输同步相量数据集，并且，使同步相量数据集集中于例如另一变电站或控制中心，以实现对分布式系统的各种地理位置的更集中的监测。
另外，WAMS还可以包括诸如保护及控制特征之类的其他特征。例如，可以基于集中的同步相量数据集而将命令传输至变电站，以执行诸如使断路器断开或闭合之类的特定的动作。因此，改进WAMS中的装置之间的通信将是有益的。
发明内容
在下文中总结在范围上与原始要求保护的发明相应的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的发明的范围，而宁可说是，这些实施例仅旨在提供对本发明的可能的形式的小结。实际上，本发明可以包含可能与在下文中阐明的实施例类似的或不同的各种形式。
第一实施例描述广域监测系统中的装置，该装置包括：处理器，在检测到触发事件时，启动同步命令；同步命令管理器，将控制命令编码在同步命令上，其中，控制命令至少部分地基于触发事件；以及输出处置器，将时间戳、应用ID、调度器时间、发送器ID以及接收器ID编码在同步命令上，并且，输出同步命令，以实现将同步命令发送至广域监测中的第二装置。
第二实施例描述存储可由广域监测系统中的电子装置的处理器运行的多个指令的非暂时性有形计算机可读介质。指令包括：经由网络接口从广域监测系统接收同步命令的指令，其中，使同步命令通过编码在同步命令上的时间戳与全局时钟时间同步；利用输入处置器至少部分地基于编码在同步命令上的发送器ID和接收器ID而接受或拒绝同步命令；利用同步命令管理器至少部分地基于编码在同步命令上的调度器时间而调度编码在同步命令上的控制命令的运行；以及利用处理器至少部分地基于编码在同步命令上的应用ID而运行编码在同步命令上的控制命令。
第三实施例描述广域监测系统中的装置，该装置包括同步相量测量单元，同步相量测量单元至少部分地基于与装置耦合的电力设备所采集的测量而生成同步相量数据集。该装置还包括同步相量数据归档，同步相量数据归档存储所生成的同步相量数据集和与生成同步相量数据集的时间相对应的同步相量测量单元的配置，并且，响应于数据检索控制命令而检索所存储的同步相量数据集和配置并将其发送至同步相量测量单元，其中，数据检索控制命令识别所存储的同步相量数据集。
附图说明
在参考附图来阅读以下的详述时，将更好地理解本发明的这些及其他特征、方面以及优点，其中，在所有的附图中，相似的字符表示相似的零件，其中：
图1是根据实施例而图示广域监测系统（WAMS）的示意图；
图2是根据实施例而图示图1的WAMS中的装置之间的连接性的框图；
图3是根据实施例而图示图2的装置的构件的框图；
图4是根据实施例而图示图3的装置内的过程的过程流程图；
图5是根据实施例而图示被包括在同步命令中的数据的实施例的框图；
图6是根据实施例而图示在图3的装置中接收并运行同步命令的过程的流程图；
图7是根据实施例而图示在图3的装置中接收并运行“数据检索”同步命令的过程的流程图；以及
图8是根据实施例而图示从图3的装置传输同步命令的过程的流程图。
具体实施方式
将在下文中描述本发明的一个或更多个具体的实施例。为了提供对这些实施例的简明的描述，可能未在说明书中描述实际的实现方案的所有的特征。应当意识到，在任何这样的实际的实现方案的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多实现方案特有的决策，以实现开发者的特定目标，诸如对可能因实现方案而异的系统相关的约束和商业相关的约束的依从性。此外，应当意识到，这样的开发努力可能复杂而费时，但对于得益于本公开的普通技术人员，将不过是设计、制备以及制造的常规事业。
在介绍本发明的各种实施例的要素时，冠词“一”、“一个”、“这个”以及“该”旨在意指存在一个或更多个要素。术语“包含”、“包括”以及“具有”旨在为包括的，并且，意指可能存在除了所列出的要素之外的另外的要素。
本公开包括用于改进广域监测系统（WAMS）中的装置之间的通信的系统及方法。更具体地，WAMS常常用于监测诸如分布在广大的地理区域上的电力系统（例如，电网）之类的大型系统（例如，具有子循环分辨率（sub-cycle resolution））。在一些实施例中，WAMS可以允许诸如计量、保护和/或控制之类的功能。因此，一个实施例描述WAMS中的装置，该装置包括输入处置器，输入处置器从WAMS中的第二装置接收同步命令，并且，至少部分地基于编码在同步命令上的发送器ID和接收器ID而接受或拒绝同步命令，其中，在第二装置中，使同步命令通过编码在同步命令上的时间戳与全局时钟时间同步。装置另外包括同步命令管理器，同步命令管理器从输入处置器接收所接受的同步命令，并且，至少部分地基于编码在同步命令上的调度器时间而调度编码在同步命令上的控制命令的运行。装置还包括处理器，处理器至少部分地基于编码在同步命令上的应用ID而运行编码在同步命令上的控制命令。如本文中所使用的，“控制命令”旨在描述执行控制动作的命令。换句话说，WAMS内的装置可以利用时间同步的命令（即，同步命令）来实现对控制命令的更智能的处理和WAMS中的各种装置的同步。
经由简介，图1描绘WAMS 10的实施例。在所描绘的实施例中，WAMS 10是包括诸如变电站12、高压（HV）变电站14、区域控制中心16、电网控制中心18以及共同的（例如，中央）控制中心20之类的多个层的分层式系统。通常，可以在变电站12或14中收集数据（例如，测量），并且，使这些数据进一步集中于控制中心16、18或20处。如应当意识到的，还可以利用更集中的监测系统来整合一些中间层（例如，将区域控制中心16和/或电网控制中心18整合到共同的控制中心20中）。另外，在其他实施例中，WAMS 10可以是分布式或分散式的。
如所描绘的，WAMS 10包括各种装置，包括同步相量测量单元（SMU）22、相量数据集中器（PDC）24以及超级相量数据集中器（超级PDC）26。更具体地，每个变电站12和HV变电站14都包括测量诸如装置状态、频率，电压、电流以及功率（例如，同步相量测量）之类的参数的SMU 22。在一些实施例中，SMU 22可以被包括在诸如可向纽约斯克内克塔迪的通用电气公司购买的N60网络稳定性及同步相量测量系统之类的继电器中。每个SMU 22都基于所测量到的参数而确定同步相量数据集，并且，经由诸如局域网（LAN）或广域网（WAN）之类的网络30而将数据集传输至PDC 24。如本文中所使用的，“同步相量数据集”包括所测量到的同步相量数据和对应的模拟值、数字状态、控制位等。在一些实施例中，PDC 24可以是可向纽约斯克内克塔迪的通用电气公司购买的Multilin P30相量数据集中器。
在PDC 24使同步相量数据集集中之后，PDC 26可以类似地经由网络30而将集中后的数据集传输至其他PDC 24或超级PDC 26。因此，这允许使同步相量数据集集中，以便在诸如控制中心（例如，区域控制中心16、电网控制中心18和/或共同的控制中心20）之类的集中式位置呈现并分析。
此外，可以经由网络30而将控制命令传输至SMU 22且自SMU 22传输控制命令。具体地，命令可以指导SMU 22执行某一操作或对与SMU 22耦合的诸如断路器、互感器、开关、电动机或发电机之类的电力设备进行控制。例如，SMU 22可以接收指导SMU 22传输某一量的所存储的同步相量数据集的控制命令。类似地，SMU 22可以接收指导 SMU 22使断路器跳闸的保护控制命令。以该方式，网络30允许数据（例如，同步相量数据集）和命令（例如，控制命令）两者都在WAMS 10中的各种装置（例如，SMU 22、PDC 24或超级PDC 26）之间传输。
因此，如图2中所描绘的，多个装置32在物理上与网络30连接。如将在下文中更详细地描述的，本文中所描述的技术实现装置32经由网络30而与其他装置32中的每个都通信。例如，第一装置34可以与WAMS 10中的第二装置36、第三装置38或第n装置40通信（例如，传输数据和/或命令）。另外，本文中所描述的技术实现使用多个通信协议来在装置32之间通信。例如，装置32可以根据电气与电子工程师协会（IEEE）C37.118、国际电工委员会（IEC）61850-90-5或两者而选择性地传送数据和命令。
通常，WAMS 10中的装置32（例如，SMU 22、PDC 24或超级PDC 26）包括图3中所描绘的构件。在一些实施例中，可以将多个装置32的功能组合到单个装置32中。换句话说，装置可以包括单个SMU 22或多个SMU 22。
如所描绘的，装置32包括一个或更多个处理器42、存储器44、网络接口46以及I/O接口48。处理器42可以利用存储于有形非暂时性存储器44中的计算机指令来编程并运行这些计算机指令，以控制装置32的运行，其中，存储器44可以包括闪盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、磁光盘驱动器等。另外或备选地，处理器42可以是诸如专用集成电路之类的硬件处理器。另外，处理器42与网络接口46耦合，这实现处理器42对与网络30的通信进行控制。例如，网络接口46可以利用诸如以太网连接器之类的串行连接器，以实现装置32（例如，第一装置34）经由网络30而与其他装置32（例如，第二装置36、第三装置38或第n装置40）交换数据和/或命令。此外，处理器42与I/O接口48耦合，这实现处理器42对直接地与I/O接口48耦合的电力设备的交互进行控制。例如，SMU 22（例如，装置32）中的处理器42可以指导断路器（例如，电力设备）跳闸和/或接收传感器（例如，电力设备）所收集到的测量。
图4描绘装置32内的信息流的实施例。如上所述，处理器42和存储器44可以编程为对装置32的运行进行控制。因此，在图4中，处理器42和存储器44被描绘为包括各种功能块，每个功能块都表示可以由处理器42和/或存储器44执行的功能。换句话说，存储器44可以包括非暂时性计算机可读指令（例如，软件），这些指令在由处理器42运行时，可以执行作为功能块而描述的功能。在其他实施例中，功能块可以表示专用硬件（例如，ASIC）或专用硬件及软件的混合。
如上所述，I/O接口48将装置32与电力设备直接地耦合。例如，在所描绘的实施例中，装置32与电流互感器50、电压互感器52、模拟传感器54以及接触件56通信耦合。更具体地，装置32可以接收包括与电流互感器50和电压互感器52所测量到的电压和电流有关的幅值、相位角以及时间的数据。然后，可以由装置32利用所接收到的数据来生成相量数据（即，幅值和相位角），可以使相量数据时间同步而生成同步相量数据。另外，装置32可以从诸如电阻式温度检测器（RTD）或其他外部换能器之类的模拟传感器54接收模拟传感器测量。例如，装置32可以接收表示来自RTD（例如，模拟传感器56）的温度测量的模拟信号。此外，装置32可以通过接收表示状态的数字信号而确定接触件56的状态。例如，在使断路器断开时，装置32可以接收“0”，并且，在使断路器闭合时，装置32可以接收“1”。
因此，在所描绘的实施例中，I/O接口48包括数字I/O模块58、模拟I/O模块60、模拟和数字信号处理模块62以及内部高速数据交换总线64（例如，装置32的底板）。更具体地，数字I/O模块58提供接触件56与内部高速数据交换总线64之间的接口。例如，在一些实施例中，数字I/O模块62可以通过说明去抖动时间而验证接触件58的状态的变化，这可以促进确保仅记录一个状态变化。类似地，模拟I/O模块64提供模拟传感器54与内部高速数据交换总线64之间的接口。例如，在一些实施例中，模拟I/O模块60可以将所接收到的模拟信号转化成数字格式，以便在装置32中进一步处理。
另外，如上所述，装置32可以基于从电流互感器50和/或电压互感器52接收的测量（例如，幅值、相位角以及时间）而生成同步相量数据。因此，在一些实施例中，为了促进同步相量数据的生成，模拟和数字信号处理模块62可以将诸如总波形均方根电平（total waveform root-mean-square level）、基频相量、对称分量或谐波之类的基于所接收到的测量而计算出的值提供给内部高速数据交换总线64。
然后，处理器42和/或存储器44可以利用数据交换总线64上的数据（例如，接触件状态、传感器测量以及互感器测量）来执行功能。例如，装置32可以执行保护及自动化功能（功能块66）。更具体地，处理器32可以对数据交换总线64上的数据进行分析，以检测诸如欠电压、过电压、欠频率、过频率或频率变化率之类的状况，并且，确定将采取的适当的动作。在一些实施例中，这可以包括指导将断路器关闭和/或将该状况通知其他装置32。
另外，装置32可以执行诸如生成同步相量数据集之类的计量功能。为了促进生成同步相量数据集，可以对信号源进行分组（功能块68）。更具体地，处理器42可以将特定的电流互感器50和特定的电压互感器52分配给SMU 22。换句话说，SMU 22基于通过所分配到的（例如，特定的）仪器互感器（例如，50和52）而得到的测量来计算同步相量数据。另外，如所描绘的，装置32可以包括多个SMU 22，将特定的电压互感器52和电流互感器50分配给每个SMU 22。例如，可以将第一电压互感器52和第一电流互感器50分配给第一SMU 22，并且，可以将第二电压互感器52和第二电流互感器50分配给第二SMU 22。在一些实施例中，装置32可以包括四个或更多个SMU 22。
如所描绘的，可以将每个SMU 22所生成的同步相量数据集映射（功能块71）到协议特定的数据集聚合器（功能块72），以促进各种协议（例如，IEEE C37.118或IEC 61850-90-5）中的通信。在一些实施例中，可以基于采样率而将数据集映射到协议特定的数据集聚合器72，其中同一采样率的数据集被映射（即，分配）到同一数据聚合器72。因此，如所描绘的，装置32可以包括多个协议特定的数据集聚合器72。
更具体地，协议特定的数据集聚合器72可以使所接收到的数据集与时间对准聚合（功能块73），并且，生成协议特定的数据集（例如，IEEE C37.118同步相量数据集、IEC 61850-90-5同步相量数据集或两者）。因此，基于所选择（功能块74）的协议而将聚合的数据集映射，以形成协议特定的数据集（功能块75）。例如，如果选择IEEE C37.118协议，则将聚合的数据集映射到IEEE C37.118数据集。然后，可以基于所选择的协议的规范（功能块76）而经由输出处置器77和网络接口46来传送协议特定的数据集。例如，IEEE C37.118数据集可以是单播的，并且，IEC 61850-90-5可以多播至其他装置32。
另外，还可以将SMU 22所计算出的同步相量数据集归档，以便稍后检索（功能块78）。除了存储所计算出的同步相量数据集之外，处理器42和/或存储器44还可以存储进行计算的SMU 22的配置，以提供同步相量数据集的上下文。对同步相量数据集和/或SMU配置进行归档和检索的能力实现其他装置32使用本文中所描述的同步命令来请求历史数据。例如，如果PDC 24丢失上一周的同步相量数据，则PDC 24可以请求装置32检索所归档的那一周的同步相量数据集并将其重新传输。
另外，如上所述，装置32包括网络接口46，网络接口46经由网络30而将装置32与WAMS中的其他SMU 22、PDC 24、超级PDC 26等通信耦合。另外，网络接口46将装置32与网络时间源79通信耦合，这可以促进装置32之间的时间同步的控制命令（即，同步命令）的交换。如将在下文中更详细地描述的，同步命令可以实现装置32通信并以同步的方式执行控制动作。例如，装置32可以基于所发送的时间而对控制动作区分优先次序，并且，多个装置32可以基于同步运行时间而使控制动作的运行同步。
除了控制命令80（例如，执行控制动作的指令）之外，如图5中所描绘的，同步命令82通常可以包括时间戳84、接收器ID 86、发送器ID 88、应用（即，功能）ID 90、调度器时间92或这些命令的任何组合。另外，在一些实施例中，同步命令可以基于IEC协议（例如，IEC 61850-90-5）、IEEE协议（例如，IEEE C37.118）、以IEC 61850的扩展的形式为基础的面向通用对象的事件（GOOSE）、以IEC 61850-90-5为基础的可路由传送的面向通用对象的事件（R-GOOSE）或任何其他对等网络机制。
更具体地，时间戳84可以指示参考诸如网络时间源79之类的全局时钟而发送同步命令82的时间。另外，接收器ID 88识别旨在接收同步命令82的装置32，并且，发送器ID 86识别发送装置32。在一些实施例中，接收器ID 88和发送器ID 86可以是介质访问控制（MAC）地址或每个装置32的另一个唯一的标识符。应用ID 90识别旨在利用控制命令80的装置32内的功能。例如，应用ID 90可以识别旨在用于同步相量数据归档和检索功能78的数据检索控制命令80。此外，调度器时间92可以指示运行控制命令80的时间。例如，调度器时间92可以指示旨在在特定的全局时间运行控制命令80，或旨在在指定的时间延迟之后运行控制命令80。因此，调度器时间92实现WAMS 10中的多个装置32使控制命令80的运行同步。例如，可以指导多个装置在指定的全局时间运行控制命令80。此外，在一些实施例中，这对测试目的有用。更具体地，同步命令可以同时地一起触发多个装置32，例如，以测试同步相量数据的准确度或对IEEE C37.118标准的依从性。
在同步命令82中，还可以包括促进装置32的某些功能的其他类型的数据。如所描绘的，同步命令82包括确认消息94、有效性/质量标志96以及其他数据98。更具体地，确认消息94可以指示是成功地运行控制命令80还是未成功地运行控制命令80。另外，有效性/质量标志96可以指示时间戳84的质量和同步命令82中所包括的数据的有效性。其他数据98可以包括状态信息（例如，断开/闭合）、模拟值（例如，参考值/阈值）以及应用（即，功能）特定的数据。例如，包括数据检索控制命令80的同步命令82可以指定检索的时期（例如，数据检索开始时间和停止时间）。
回到图4，网络接口46经由网络30而与WAMS 10中的其他装置（例如，22、24、26或32）交换同步命令。如所描绘的，网络接口46将所接收到的同步命令82传送至处理器42和/或存储器44，更具体地，传送至输入处置器（功能块100）。在输入处置器100内，同步命令82被接收（功能块102），并且，被接受或拒绝。例如，同步命令接收102可以包括使接收器ID 88匹配，以确定同步命令82是否旨在用于装置32，并且，基于该确定而接受或拒绝同步命令82。另外，使装置32时间同步（功能块104）。在一些实施例中，时间同步104可以包括使装置32中的内部时钟与网络时间源79同步。换句话说，输入处置器100可以接收时间同步输入。
然后，可以将同步命令82和同步的时间传送至同步命令管理器（功能块106）。通常，同步命令管理器106基于同步命令82中所包括的数据而控制同步命令82的运行。在所描绘的实施例中，同步命令管理器106可以基于同步命令82中所包括的时间戳84和调度器时间92而调度控制命令80的运行（功能块108）。在一些实施例中，这可以包括在各种同步命令82之间区分优先次序。例如，装置32可以接收使断路器断开的第一同步命令，稍后从同一PDC 26接收使断路器闭合的第二同步命令。同步命令管理器106可以基于时间戳84而认识到应当运行第二同步命令，而不是第一同步命令，因为，很可能更新近接收的同步命令与装置32的当前的状态更相关。另外，同步命令管理器106可以指导功能（例如，66、72、77或78）基于应用ID 90而执行控制命令80、对有效性/质量标志96进行分析、触发诸如确认消息94之类的同步命令82的传输或进行以上的动作的任何组合。更普遍地，同步命令管理器106不但可以启动和/或控制装置32内的其他功能和过程（例如，对同步相量数据集进行归档和检索），而且还可以保持对装置事件、运行记录和/或状态的跟踪，以更好地对控制功能和过程进行管理。
图6图示在接收到同步命令82时由装置32利用的过程110的实施例。过程110开始于输入处置器100中的命令接收102接收同步命令82（过程块112）时。如上所述，命令接收102可以经由网络接口46而接收同步命令82。在输入处置器100中，使接收器ID 88和发送器ID 90匹配，并且，相应地接受或拒绝（过程块114）。例如，输入处置器100可以使接收器ID 88与其自身的ID匹配，以确定同步命令82是否旨在用于装置32。此外，输入处置器100可以使发送器ID 86与允许输入处置器100接收同步命令的一列装置匹配。在一些实施例中，只有使接收器ID 88和发送器ID 86两者都匹配，才可以接受同步命令82。
如果同步命令82被接受，则将同步命令82传送至同步命令管理器106。然后，同步命令管理器106基于有效性/质量标志96而验证同步命令82（过程块116）。有效性标志可以指示在同步命令82中接收到的数据的有效性，并且，质量标志可以指示同步命令82中所包括的时间戳84的质量。在一些实施例中，同步命令82的验证取决于控制命令80的性质。例如，如果控制命令80是保护功能66，则同步命令管理器106可以利用比控制命令是计量功能（例如，数据归档及检索78）时更高的有效性/质量阈值。
如果同步命令82被验证，则同步命令管理器106基于应用ID 90和调度器时间92而通过适当的应用（即，功能）来为控制命令82的运行（过程块118）。如上所述，应用ID 90识别旨在运行控制命令80的功能，并且，调度器时间92定义运行的时间。
在同步命令82的所调度的运行时间之后，同步命令管理器106确定是否控制命令80通过预期的应用（即，功能）成功地运行（过程块120）。同步命令管理器106与该确定相对应地发送肯定的或否定的确认消息94（过程块122）。在一些实施例中，同步命令管理器106可以指导输出处置器77，更具体地，指导同步命令传输功能（功能块124）经由网络30而将确认消息94作为同步命令82而传输。
如上所述，一个特定的同步命令82包括数据检索控制命令80。图7图示在接收到具有数据检索控制命令80的同步命令82时由装置32利用的过程126的实施例。与图6中所描述的过程110类似，过程126开始于命令接收102接收同步命令82（过程块112）时，并且，输入处置器100使接收器ID 88和发送器ID 90匹配，以相应地接受或拒绝同步命令82（过程块114）。如果同步命令82被接受，则同步命令管理器106基于有效性/质量标志96而验证同步命令82（过程块116）。如果同步命令82被验证，则同步命令管理器106为控制命令82的运行，在本实施例中，这包括调度通过归档和检索功能78而归档的数据的检索（过程块128）。
在检索的运行中，归档和检索功能72首先检查所请求的数据的可用性（过程块130）。例如，如果PDC 24请求在1月1日与1月7日之间归档的同步相量数据集，则归档和检索功能72确定数据集是否实际上是在该时期内归档的。如果数据集是不可用的，则同步命令管理器106指导发送否定的确认（过程块132），在一些实施例中，将该否定的确认作为同步命令82而经由输出处置器77来传输。
如果数据集是可用的，则将请求发送至具有对应的SMU配置的适当的SMU 22（过程块132）。如上所述，SMU配置可以提供所归档的数据集的上下文。因此，在一些实施例中，适当的SMU 22可以是最初生成所请求的同步相量数据集的SMU 22。如上所述，为了实现使用各种协议（例如，IEEE C37.118和IEC 61850-90-5）的通信，将同步相量数据集传输至协议特定的数据集聚合器72，以生成协议特定的数据集。在一些实施例中，协议选择74基于WAMS 10的拓扑结构。换句话说，针对同步相量数据集而选择的协议取决于接收的装置32中所利用的协议。因此，如图4中所描绘的，输出处置器77包括确定WAMS 10中的装置32的协议的WAMS拓扑协议处置器136。然后，输出处置器77将协议特定的数据集（功能块138）通过网络30而传输至请求的装置32（过程块140）。
除了接收同步命令82之外，装置32还可以发送同步命令82。例如，如上所述，装置32可以将确认消息94作为同步命令82而传输。因此，图8图示在传输同步命令82时由装置32利用的过程142。过程142开始于应用（即，功能）启动同步命令82（过程块144）时。在一些实施例中，这可以包括检测诸如欠电压、过电压、欠频率或过频率之类的触发事件。例如，在保护和自动化功能66检测到这样的事件时，可以启动同步命令82而通知其他装置32。
一旦启动同步命令，同步命令管理器106就开始从其他功能收集旨在被包括在同步命令82中的细节（即，数据）（过程块146）。在一些实施例中，这可以包括确定控制命令80被包括在同步命令82中。例如，保护和自动化功能32可以确定应当使其他装置32中的断路器跳闸。
然后，输出处置器77，更具体地，同步命令传输124收集将被包括在同步命令82中的剩余的数据（过程块148）。在一些实施例中，这可以包括收集时间戳84、发送器ID 86、接收器ID 88、应用ID 90、调度器时间92或这些数据的任何组合。此外，输出处置器77可以设置同步命令82的优先级。例如，输出处置器77可以设置保护同步命令的高的优先级和计量同步命令的较低的优先级。在收集将被包括在同步命令中的所有的数据之后，将同步命令82传输至适当的装置32（过程块148）。
本公开的技术效果包括提供改进广域监测系统（WAMS）中的装置之间的通信的系统及方法。更具体地，可以针对通信而利用时间同步的命令（即，同步命令），以实现对控制命令的更智能的处理和WAMS中的各种装置的同步。例如，装置可以着眼于各种同步命令的时间戳，以促进确定应当运行哪个同步命令。另外，多个装置可以基于调度器时间而同时地运行同步命令，这可以对测试目的有用。
本书面描述使用包括最佳模式的示例来公开本发明，并且，实现本领域任何技术人员实践本发明，包括制作并使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本发明的专利范围由权利要求定义，并且，可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例具有并非与权利要求的字面语言不同的结构要素，或如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质的差异的等效的结构要素，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (20)

1. 一种广域监测系统中的装置，包含：
处理器，配置成在检测到触发事件时，启动同步命令；
同步命令管理器，配置成将控制命令编码在所述同步命令上，其中，所述控制命令至少部分地基于所述触发事件；以及
输出处置器，配置成将时间戳、应用ID、调度器时间、发送器ID以及接收器ID编码在所述同步命令上，并且输出所述同步命令以实现将所述同步命令发送至所述广域监测中的第二装置。
2. 如权利要求1所述的装置，包含：
同步相量测量单元，配置成至少部分地基于与所述装置耦合的电力设备所采集的测量而生成同步相量数据集；以及
协议特定的数据集聚合器，配置成使所生成的同步相量数据集聚合，并且，将所聚合的数据集映射到协议特定的数据集，
其中，所述输出处置器配置成确定所述第二装置所利用的协议，并且，所述协议特定的数据集聚合器配置成至少部分地基于所述第二装置所利用的所述协议而将所聚合的数据集映射到协议特定的数据集。
3. 如权利要求1所述的装置，其中，所述输出处置器配置成至少部分地基于所述控制命令的性质而对所述同步命令设置优先级。
4. 如权利要求1所述的装置，其中，所述触发事件包含欠电压、过电压、欠频率、过频率、频率变化率或这些事件的任何组合。
5. 一种非暂时性有形计算机可读介质，存储可由广域监测系统中的电子装置的处理器运行的多个指令，以：
经由网络接口从所述广域监测系统接收同步命令，其中，使所述同步命令通过编码在所述同步命令上的时间戳与全局时钟时间同步；
利用输入处置器至少部分地基于编码在所述同步命令上的发送器ID和接收器ID而接受或拒绝所述同步命令；
利用同步命令管理器至少部分地基于编码在所述同步命令上的调度器时间而调度编码在所述同步命令上的控制命令的运行；以及
利用所述处理器至少部分地基于编码在所述同步命令上的应用ID而运行编码在所述同步命令上的所述控制命令。
6. 如权利要求5所述的介质，其中，运行编码在所述同步命令上的所述控制命令的所述指令包含响应于编码在所述同步命令上的数据检索控制命令而检索所存储的同步相量数据集和所存储的同步相量测量单元的配置并将其发送至所述同步相量测量单元的指令，其中，所述同步相量测量单元的所述配置与生成所述同步相量数据集的时间相对应。
7. 如权利要求5所述的介质，其中，调度所述控制命令的运行的所述指令包含至少部分地基于编码在所述同步命令上的时间戳而对控制命令的调度区分优先次序的指令。
8. 如权利要求5所述的介质，其中，至少部分地基于所述调度器时间而调度所述控制命令的运行的所述指令实现所述广域监测系统中的各种装置中的所述控制命令的同步的运行。
9. 如权利要求5所述的介质，包含如下的指令：
在同步相量测量单元中至少部分地基于从与所述同步相量测量单元耦合的电力设备接收的测量而生成同步相量数据集；以及
存储所生成的同步相量数据集和所述同步相量测量单元的配置。
10. 如权利要求9所述的介质，包含如下的指令：
使所生成的同步相量数据集时间对准并聚合；以及
将所聚合的数据集映射到协议特定的数据集。
11. 一种广域监测系统中的装置，包含：
同步相量测量单元，配置成至少部分地基于与所述装置耦合的电力设备所采集的测量而生成同步相量数据集；以及
同步相量数据归档，配置成：
存储所生成的同步相量数据集和与生成所述同步相量数据集的时间相对应的所述同步相量测量单元的配置；以及
响应于数据检索控制命令而检索所存储的同步相量数据集和配置并将其发送至所述同步相量测量单元，其中，所述数据检索控制命令识别所存储的同步相量数据集。
12. 如权利要求11所述的装置，包含多个同步相量测量单元，其中，所述同步相量数据归档配置成检索所存储的同步相量数据集和配置并将其发送至所述多个同步相量测量单元中的一个，其中，所述多个同步相量测量单元中的所述一个生成所述同步相量数据集。
13. 如权利要求11所述的装置，其中，所述数据检索控制命令通过开始检索时间和停止检索时间识别所存储的同步相量数据集，其中，所存储的同步相量数据集与所述开始检索时间和所述停止检索时间相对应。
14. 如权利要求11所述的装置，包含：
输入处置器，配置成利用从所述广域监测系统中的第二装置接收的同步命令，其中，使所述同步命令通过编码在所述同步命令上的时间戳与全局时钟时间同步，并且，至少部分地基于编码在所述同步命令上的发送器ID和接收器ID而确定是否接受或拒绝所述同步命令；以及
同步命令管理器，配置成至少部分地基于编码在所述同步命令上的调度器时间而调度编码在所接受的同步命令上的所述数据检索控制命令的运行。
15. 如权利要求14所述的装置，其中，所述同步命令管理器配置成调度所述数据检索控制命令的运行，以促进与所述广域监测系统中的其他装置同步的运行。
16. 如权利要求14所述的装置，其中，所述同步命令管理器配置成至少部分地基于编码在所述同步命令上的时间戳而对所述数据检索控制命令的调度区分优先次序。
17. 如权利要求14所述的装置，其中，所述输入处置器配置成通过使具有所述接收器ID和所述发送器ID的装置与允许所述装置从其接收同步命令的一列其他装置匹配而确定是接受还是拒绝所述同步命令。
18. 如权利要求14所述的装置，包含协议特定的数据集聚合器，所述聚合器配置成使所生成的同步相量数据集时间对准且聚合，并且，至少部分地基于所述第二装置所利用的协议而将所聚合的数据集映射到协议特定的数据集。
19. 如权利要求18所述的装置，包含多个协议特定的数据集聚合器，其中，不同的协议特定的数据集聚合器利用所生成的具有不同的采样率的同步相量数据集。
20. 如权利要求11所述的装置，其中，所述装置是继电器，并且，所述广域监测系统配置成监测电网。
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