CN106300663B - 一种自适应sv采样和常规采样的采样控制方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，属于电力系统继电保护领域。方法如下：识别模拟量采样模式；SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，对采样数据进行重采样转换，并对模拟通道品质进行处理；常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质；根据采样数据来源判别采样模式，SV采样时，获取采样数据和品质后，对采样数据进行系数处理，转换为二次数据后用于保护逻辑；常规采样时，采样数据为二次数据，用于数据计算和逻辑处理。该方法根据不同的采样模式对数据进行提前处理，兼容性强，有利于解决目前智能变电站继电保护产品型号过多，生产和维护成本高且工作量大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，属于电力系统继电保护领域，在智能变电站中应用。
背景技术
智能变电站是坚强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，与其他环节联系紧密，是统一坚强智能电网安全、优质、经济运行的重要保障。根据《Q/GDW 1161-2014线路保护及辅助装置标准化设计规范》标准，国网智能化装置包括SV采样GOOSE跳闸装置和常规模拟量采样GOOSE跳闸装置。
随着智能变电站的发展，数字化继电保护装置越来越广泛的得到应用。变电站中的数字化继电保护装置越来越多，而且往往来自于不同的厂家，即这些继电保护装置的软硬件版本也都有很大的差异，给生产、运行和维护带来了很大的工作量。而且，现有设备的兼容性差，不能同时适应SV采样和常规采样。
发明内容
本发明目的在于提供一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，目的是解决目前智能变电站继电保护产品兼容性差的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法，步骤如下：
1)识别模拟量采样模式；
2)识别为SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，并进行重采样转换和品质处理，发送到保护CPU；识别为常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质，将采样值和品质值发送到保护CPU；
3)保护CPU根据采样数据来源判别采样模式，为SV采样时，对采样数据进行系数处理，把一次数据转换为二次数据。
步骤2)中，SV采样时，保护CPU的FPGA发送秒脉冲控制NPI进行模拟量采样；NPI收到秒脉冲的时间戳后，对收到的SV采样值进行打时标；根据时标，NPI对收到数据进行重采样并对品质进行处理。
步骤2)中，常规采样时，保护CPU的FPGA发送采样脉冲，采集插件的FPGA接收到采样脉冲，立即控制A/D进行采样，A/D采样数据发送给采集插件的FPGA。
步骤2)中，常规采样判断通道品质时，根据采样数据对工作情况进行判别，如果工作状态异常，或者不能正常收到采样脉冲，则相应的模拟通道品质异常，否则认为模拟通道品质正常。
提供一种自适应SV采样和常规采样的采样控制装置，包括如下模块：
模块1：用于识别模拟量采样模式；
模块2：用于识别为SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，并进行重采样转换和品质处理，发送到保护CPU；用于当常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质，将采样值和品质值发送到保护CPU；
模块3：保护CPU根据采样数据来源判别采样模式，为SV采样时，对采样数据进行系数处理，把一次数据转换为二次数据。
模块2中，SV采样时，保护CPU的FPGA发送秒脉冲控制NPI进行模拟量采样；NPI收到秒脉冲的时间戳后，对收到的SV采样值进行打时标；根据时标，NPI对收到数据进行重采样并对品质进行处理。
模块2中，常规采样时，保护CPU的FPGA发送采样脉冲，采集插件的FPGA接收到采样脉冲，立即控制A/D进行采样，A/D采样数据发送给采集插件的FPGA。
模块2中，常规采样判断通道品质时，根据采样数据对工作情况进行判别，如果工作状态异常，或者不能正常收到采样脉冲，则相应的模拟通道品质异常，否则认为模拟通道品质正常。
根据本发明上述一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，利用CPU识别采样模式，并根据不同的采样模式进行采样及分析，能够提前对采样数据进行处理，从而进行后续的应用，具有较大的兼容性，且该方法简单灵活，能解决工程应用中生产和维护成本高且工作量大的问题。
附图说明
图1是自适应SV采样和常规采样的继电保护方法硬件回路图；
图2是自适应SV采样和常规采样的采样控制方法流程图。
具体实施方式
本发明的技术方案为：本发明针对SV采样既有采样值又有品质，而常规采样数据只有采样值的情况，提出利用采集插件的FPGA，通过对A/D芯片的工作情况以及是否正常收到采样脉冲进行判别，在采样数据的采样值基础上增加模拟通道品质。同时针对SV采样时数据为一次值，而常规采样时数据为二次值的情况，利用SV采样和常规采样数据分别来源于以太网和串行总线的特点，本发明提出一种保护CPU通过识别数据来源方式，判别模拟通道为SV采样还是常规采样，在SV采样时对数据进行系数处理，转换为二次值的方法，从而实现了自适应SV采样和常规采样。本发明提出的继电保护方法通过保护CPU的FPGA识别模拟量采集方式，SV采样时，发送秒脉冲信号控制NPI采样；常规采样时，通过采样脉冲控制采集插件采样，采集插件和交流插件可以即插即用。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是自适应SV采样和常规采样的继电保护方法硬件回路图。
如图1所示的，包括保护CPU，采集插件、NPI插件、MMI插件、开入开出插件，其中采集插件还和交流插件相连；采集插件和交流插件同保护CPU构成常规采样模块；NPI插件和保护CPU构成SV采样模块。
结合图2：本发明的采样步骤如下：
CPU的FPGA识别采样模式，判断是否为常规采样；
若采样方式为常规采样，采集插件中有模拟量通道品质判别逻辑。保护CPU插件中的FPGA发送采样脉冲，采集插件的FPGA接收到采样脉冲，立即控制A/D进行采样，A/D采样数据发送给采集插件的FPGA。FPGA根据接收到的数据对A/D芯片的工作状态进行判别，如果A/D芯片工作状态异常，或者FPGA不能正常收到保护发送的采样脉冲，则相应的模拟通道置品质异常，否则认为模拟通道品质正常。采样完成后，包含采样数据和品质的模拟量信息由串行总线发送至保护CPU插件中。采样插件和交流插件即插即用。
若采样方式为SV采样时，保护CPU插件中的FPGA发送秒脉冲控制NPI进行模拟量采样。NPI插件中的FPGA收到秒脉冲的时间戳后，对收到的SV采样值进行打时标。根据时标，NPI对收到数据进行重采样并对品质进行处理，由以太网把处理后的数据发送至保护CPU。
保护CPU平台程序根据数据来源判别采样模式，SV采样时，获取采样数据和品质后，对采样数据进行系数处理，把一次数据转换为二次数据后可用于保护逻辑；常规采样时，获取采样数据和品质，因为该采样数据为二次数据，因此可以直接用于数据处理和保护逻辑计算。
按照以上步骤实现了对SV采样和常规采样的自适应。
本发明还提供了一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，包括如下模块：
模块1：用于识别模拟量采样模式；
模块2：用于识别为SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，并进行重采样转换和品质处理，发送到保护CPU；用于当常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质，将采样值和品质值发送到保护CPU；
模块3：保护CPU根据采样数据来源判别采样模式，为SV采样时，对采样数据进行系数处理，把一次数据转换为二次数据。
上述模块为与实现本发明采样控制方法的步骤相对应的软件处理进程或程序，采样控制装置即表示实现采样控制方法的软件功能构架，因此，不再对该装置进行具体介绍。该软件运行于继电保护设备中。
本发明设计了一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法与装置，以对数据信息提前处理以减轻CPU负担的思想，具备工程应用灵活性；同时利用现有插件综合处理的功能，使该方法及装置更有兼容性强的优点，并对于降低继电保护装置生产和维护成本有着显著作用。
本领域技术人员在本发明技术构想的启发下，在不脱离本发明内容的基础上，还可以对上述方法及装置做出各种改进，这仍落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自适应SV采样和常规采样的采样控制方法，其特征在于，步骤如下：
1）识别模拟量采样模式；
2）识别为SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，并进行重采样转换和品质处理，发送到保护CPU；识别为常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质，将采样值和品质值发送到保护CPU；常规采样判断通道品质时，根据采样数据对工作情况进行判别，如果工作状态异常或者不能正常收到采样脉冲，则相应的模拟通道品质异常，否则认为模拟通道品质正常；
3）保护CPU根据采样数据来源判别采样模式，为SV采样时，对采样数据进行系数处理，把一次值转换为二次值；SV采样时采样数据为一次值，常规采样时采样数据为二次值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，SV采样时，保护CPU的FPGA发送秒脉冲控制NPI进行模拟量采样；NPI收到秒脉冲的时间戳后，对收到的SV采样值进行打时标；根据时标，NPI对收到数据进行重采样并对品质进行处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中，常规采样时，保护CPU的FPGA发送采样脉冲，采集插件的FPGA接收到采样脉冲，立即控制A/D进行采样，A/D采样数据发送给采集插件的FPGA。
4.一种自适应SV采样和常规采样的采样控制装置，其特征在于，包括如下模块：
模块1：用于识别模拟量采样模式；
模块2：用于识别为SV采样时，根据秒脉冲进行模拟量采样，并进行重采样转换和品质处理，发送到保护CPU；用于当常规采样时，根据采样脉冲进行采样，并判断通道品质，将采样值和品质值发送到保护CPU；常规采样判断通道品质时，根据采样数据对工作情况进行判别，如果工作状态异常，或者不能正常收到采样脉冲，则相应的模拟通道品质异常，否则认为模拟通道品质正常；
模块3：保护CPU根据采样数据来源判别采样模式，为SV采样时，对采样数据进行系数处理，把一次值转换为二次值；SV采样时采样数据为一次值，常规采样时采样数据为二次值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，模块2中，SV采样时，保护CPU的FPGA发送秒脉冲控制NPI进行模拟量采样；NPI收到秒脉冲的时间戳后，对收到的SV采样值进行打时标；根据时标，NPI对收到数据进行重采样并对品质进行处理。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，模块2中，常规采样时，保护CPU的FPGA发送采样脉冲，采集插件的FPGA接收到采样脉冲，立即控制A/D进行采样，A/D采样数据发送给采集插件的FPGA。
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