CN109417296A - 使用中继通信方法在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法 - Google Patents

使用中继通信方法在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109417296A
CN109417296A CN201780019315.2A CN201780019315A CN109417296A CN 109417296 A CN109417296 A CN 109417296A CN 201780019315 A CN201780019315 A CN 201780019315A CN 109417296 A CN109417296 A CN 109417296A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zcd
phase
time difference
modem
dcu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780019315.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109417296B (zh
Inventor
朴昞晳
明鲁吉
赵丙甲
白种穆
赵汉辰
李重虎
沈埈锈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Electric Power Corp
Original Assignee
Korea Electric Power Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Electric Power Corp filed Critical Korea Electric Power Corp
Publication of CN109417296A publication Critical patent/CN109417296A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109417296B publication Critical patent/CN109417296B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0644—External master-clock
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • G01R25/005—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller, or for passing one of the input signals as output signal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0054—Detection of the synchronisation error by features other than the received signal transition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H04Q9/04—Arrangements for synchronous operation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
    • H04L2007/047—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a sine signal or unmodulated carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/60—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for transmitting utility meters data, i.e. transmission of data from the reader of the utility meter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于使用中继通信在AMI通信网络中执行相检测和同步的系统及其方法。根据本发明的实施例，使用中继通信在AMI通信网络中执行相检测和同步的系统包括：AMI服务器，用于采集安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子的“按相的参考零交叉检测(ZCD)时间差”；以及数据集中单元(DCU)，用于将由所述AMI服务器发送的“按相的参考ZCD时间差”与由所述数据集中单元自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由所述AMI服务器发送的所述“按相的参考ZCD时间差”与由所述数据集中单元自身采集的所述“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。

Description

使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI 系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统及其方法。特别地，本发明涉及一种使用中继通信方法在高级计量架构(AdvanceMetering Infrastructure,AMI)通信网络中执行相检测和同步的系统及其方法，其中，检测了在广域系统中变电站和数据集中单元(Data Concentration Unit,DCU)之间的绝对电相并对该绝对电相执行了同步，检测了应用中继传输方法的DCU与子系统的电能表的调制解调器之间的绝对电相，由此采集了由变电站提供给最终的终端用户的电相的信息，并对该电相的信息执行了同步。
背景技术
在配电系统中，当准确地检测到提供给用户(负载)的电相时，可使发生在三相供电之间的负载不平衡最大程度地减小。这意味着可以使诸如供电电压的高次谐波之类的电能质量得到优化。此外，可以有效地进行电力设备的投资，并且可以减少由于不平衡电流而引起的供电损失。
在低压配电系统中，大量用户被连接到配电线路。然而，由于用户的情况经常因诸如建筑物的翻新、移动、新的结构和改变之类的事件而发生改变，因此难以准确地实现向用户提供电相的信息。
因此，在传统的低压配电系统中，针对相检测和同步，使用单批测试来构建数据库，并通过执行定期重新测试来实现向用户提供电相的信息。然而，由于配电系统的可变性经常发生变化，因此难以实现具有有效性的数据库，因而使这种方法未得到广泛使用。
同时，韩国专利594,778公开了一种检测传输线或配电线的线长度内混入的线的相的相信息检测装置，以及一种使用该相信息检测装置来检测相信息的方法及其系统。在上述韩国专利594,778中，通过使用复杂的DSP器件和用于检测电相的AD转换器来采集多个采样信号，并且公开了一种通过使用高速程序和处理算法来检测相的方法。
然而，在韩国专利594,778中，假设从安装在电能表中或者集成在电能表中的调制解调器发送的相检测通信包被直接发送到DC而不使用中继通信。在这里，实际上，保持相信息是困难的，这是由于当使用高频的无线方法或高速宽带PLC方法被使用时，不管电相如何，调制解调器都通过操作起到中继通信的作用。
此外，在韩国专利594,778中，所检测的相针对的是DCU下方的部分，并且没有公开变电站和DCU之间的广域的绝对相的同步。
因此，在配电系统中，需要提供如下的方法：通过使用中继同通信方法的AMI通信网络来以最小的成本采集相信息，频繁地采集低压配电系统的相信息并对该相信息执行半实时同步；以及采集广域的绝对相的信息，并对该绝对相的信息执行同步。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统及其方法，其中，由于对广域系统中变电站和DCU之间的绝对电相进行了检测并对该绝对电相进行了同步，因此对应用中继传输方法的DCU与子系统的电能表的调制解调器之间的绝对电相进行了检测，由此采集了由变电站提供给最终的终端用户的电相的信息，并对该电相的信息进行了同步。
技术方案
根据本发明的实施例，一种在AMI通信网络中执行相检测和同步的系统包括：AMI服务器，用于采集安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子的“按相的参考零交叉检测(ZCD)时间差”；以及数据集中单元(DCU)，用于将由AMI服务器发送的“按相的参考ZCD时间差”与由数据集中单元自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由AMI服务器发送的“按相的参考ZCD时间差”与由数据集中单元自身采集的“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。
ZCD时间差可以通过对变为脉冲计数基础的“GPS PPS信号”与作为时钟脉冲的“ZCD脉冲”之间的间隔进行计数来确定。
DCU可以包括：振荡器单元，用于产生时钟脉冲；GPS接收器单元，用于根据接收到的GPS信号确定GPS秒脉冲(PPS)信号；ZCD电路单元，被连接至杆式变压器的次级侧并用于确定按相的ZCD脉冲；以及脉冲计数单元，用于通过对GPS PPS信号与作为时钟脉冲的按相的ZCD脉冲之间的间隔进行计数来确定按相的ZCD时间差。
AMI服务器可以通过使用参考相检测单元来采集“按相的ZCD时间差”，该参考相检测单元与安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子连接。
DCU可以通过使用相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差来确定中继通信中主调制解调器的相，然后确定从调制解调器的相。
DCU可以确定在不使用中继调制解调器的情况下直接执行通信的主调制解调器的相，并通过使用“主调制解调器的相信息”和由主调制解调器根据从调制解调器发送的相检测包所计算出的时间差来确定该从调制解调器的相信息。
DCU可以通过以ZCD信号采用中继通信进行发送的方式通过使用相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差进行累积，来检测调制解调器的相。
调制解调器可以发送前一部分的累积的ZCD信号时间差，该累积ZCD信号时间差是通过将该调制解调器自身获得的ZCD信号时间差与从调制解调器的ZCD信号时间差相加得到的结果。
DCU可以通过执行求余(MOD)运算来确定终端调制解调器的相信息，该求余运算将由调制解调器发送的前一部分的累积的ZCD信号时间差除以总相数。
根据本发明的实施例，一种在AMI通信网络中执行相检测和同步的方法包括：AMI服务器采集安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子的“按相的ZCD时间差”；DCU采集同一时刻的“按相的ZCD时间差”；以及DCU将由AMI服务器发送的“按相的ZCD时间差”与由DCU自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由AMI服务器发送的“按相的ZCD时间差”与由DCU自身采集的“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。
根据本发明的实施例，该方法可以进一步包括：在执行匹配之后，DCU确定未使用中继调制解调器而直接连接到该DCU的主调制解调器的相信息；以及DCU通过使用“主调制解调器的相信息”和由主调制解调器根据从调制解调器发送的相检测包所计算出的时间差来确定从调制解调器的相信息。
根据本发明的实施例，该方法可以进一步包括：在执行匹配之后，调制解调器向随后的主调制解调器发送前一部分的累积的ZCD信号时间差，该累积的ZCD信号时间差是通过将该调制解调器自身的ZCD信号时间差与从调制解调器的ZCD信号时间差相加得到的结果；以及DCU通过使用前一部分的累积的ZCD信号时间差来确定终端调制解调器的相信息。
技术效果
在本发明中，由于可以检测广域系统中变电站与DCU之间的绝对电相并且可以执行变电站和DCU之间的绝对电相同步，因此可以检测应用中继传输方法的DCU与子系统的电能表的调制解调器之间的绝对电相，由此可采集由变电站提供给最终的终端用户的电相的信息，并且可以对该电相的信息进行同步。
此外，本发明提供了一种如下的方法：频繁地采集低压配电系统的相信息并对该相信息执行半实时同步；以及通过引入如下功能来采集广域的绝对相的信息并对该绝对相的信息执行同步：通过使用中继通信方法的AMI通信网络来以最小的成本采集相信息。
此外，在本发明中，可以通过使用GPS信号和ZCD信号来对广域的相信息进行同步，并且可以以扩展的方式在基于上述信息执行中继传输的AMI系统中检测用户的相。
此外，在本发明中，可以通过使用单个1PPS数字信号和从ZCD电路输出的ZCD信号之间的时间差来确定广域系统的绝对电相，该单个1PPS数字信号通过接收GPS信号来确定。
此外，本发明可以通过在多个电能表被连接到一个调制解调器的配置中以及在中继通信配置中支持相检测而应用于所有低压用户。
此外，本发明可以一致地管理全国变电站和配电线的广域相。
此外，本发明可以通过对配电线上的变压器按相精确地确定用户来容易地管理按相的导电和漏电。
此外，本发明可以通过添加DCU以及在AMI模式中添加简单的低成本部件来执行相检测。
此外，近来，基于1MW或1MW以下的分布式电源的无限电力系统合并策略，对电力系统的精确运行(诸如电压管理)的必要性迅速增加，本发明可以在采集电压、电流和功率信息时确保相一致性，该相一致性是进行相检测和同步的基本条件。
附图说明
图1和图2是示出根据本发明的实施例使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统的视图。
图3至图5是示出相之间的零电位交叉时间的视图。
图6和图7是示出根据本发明的实施例由DCU检测调制解调器的相的方法的视图。
图8是示出根据本发明的另一实施例由DCU检测调制解调器的相的方法的视图。
图9至图11是示出根据本发明的实施例使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的方法的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细描述本发明的示例性实施例。在所有附图中，相同的附图标记将表示相同或相似的部分。需要理解的是，虽然本发明不限于所公开的实施例，但是相反，本发明旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内的各种改型。提供本发明的示例性实施例是为了向本领域技术人员充分描述本发明。因此，为了清楚地描述本发明，可能放大了附图中的元件的形状。省略对非必要地使本发明主题模糊的已知功能和配置的详细描述。
图1和图2是示出根据本发明的实施例使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统的视图。
如图1和图2所示，在根据本发明的实施例使用中继通信方法在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统100(在下文中，称为“AMI系统”)中，作为住宅用户的一般配置，电能表(未示出)和AMI服务器110通过使用数据集中单元(在下文中，称为“DCU”)120进行连接。DCU 120被连接至电能表作为近场通信部分，并且DCU 120被连接至AMI服务器110作为远距离通信部分。
本文中，当通过使用有线通信方法和无线通信方法在DCU 120和电能表之间形成近场通信部分时，为了克服输出限制调节，使用中继传输方法或网状网络方法。此处，DCU120和电能表包括近场通信调制解调器。
同时，AMI系统100检测广域系统中变电站和DCU 120之间的绝对电相并对该绝对电相执行同步，检测应用中继通信方法的DCU 120与子系统的电能表的调制解调器之间的绝对电相，由此采集由变电站提供给最终用户的电相信息。
在下文中，将描述在广域系统内对AMI系统中的变电站和DCU 120之间的绝对电相进行同步的过程。
为了有助于理解，首先将参考图1和图2来描述在DCU 120中的用于采集“按相的零交叉检测(ZCD)时间差”的配置元件。
DCU 120包括振荡器单元121、GPS接收器单元122、ZCD电路单元123以及脉冲计数单元124。
振荡器单元121产生用于在脉冲计数单元124中进行信号处理的时钟脉冲，并将该时钟脉冲输入到脉冲计数单元124。
GPS接收器单元122接收GPS信号，并将根据该GPS信号确定的1个秒脉冲(PPS)信号(即，GPS PPS信号)传送到脉冲计数单元124。
ZCD电路单元123包括零电位检测电路，该零电位检测电路设置在杆式变压器的次级侧的每个电相中并且能够指定电相(下文中，称为“ZCD电路”)。ZCD电路单元123将按相的ZCD脉冲传送到脉冲计数单元124。
此处，为了便于说明，假设从第一线到第三线的电相分别是“A相”、“B相”和“C相”。
设置在第一线中的ZCD电路是ZCD#1 123a并且将ZCD#1脉冲(即，A相的ZCD脉冲)传送到脉冲计数单元124，设置在第二线中的ZCD电路是ZCD#2 123b并且将ZCD#2脉冲(即，B相的ZCD脉冲)传送到脉冲计数单元124，设置在第三线中的ZCD电路是ZCD#3 123c并且将ZCD#1脉冲(即，C相的ZCD脉冲)传送到脉冲计数单元124。
脉冲计数单元124对变为脉冲计数基础的“GPS PPS信号”与作为时钟脉冲的按相的“ZCD脉冲”之间的间隔进行计数，并确定ZCD时间差。因此，脉冲计数单元124采集与多个按相的时钟脉冲对应的“按相的ZCD时间差”。
参考图2，GPS PPS信号被示出为变为脉冲计数基础的参考GPS PPS 201，然后接着参考GPS PPS 201示出了随后的GPS PPS 202。参考GPS PPS 201和随后的GPS PPS 202按时间轴以1秒间隔的脉冲被示出。
ZCD脉冲被示出为对应于每个相的零交叉检测点的脉冲，所述每个相具有按时间轴介于GPS PPS 201和下一GPS PPS 202之间的1秒间隔。
此处，以正弦波示出的每个相的零交叉检测点变为正弦波的起始点。在A相处，“A0”点变为正弦波的起始点；在B相处，“B0”点变为正弦波的起始点；在C相处，“C0”点变为正弦波的起始点。此处，在C相处，“C1”点与正弦波的起始点不对应，因此，该“C1”点与C相的零交叉检测点不对应。
因此，A相的ZCD脉冲(ZCD#1脉冲)表示按时间轴与参考GPS PPS 201的时间差“T1”，B相的ZCD脉冲(ZCD#2脉冲)表示按时间轴与参考GPS PPS201的时间差“T2”，C相的ZCD脉冲(ZCD#3脉冲)表示按时间轴与参考GPS PPS 201的时间差“T3”。
如上所述，从振荡器单元121输入“时钟脉冲”，从GPS接收器单元122传送“GPS PPS脉冲”，并从ZCD电路单元123传送“ZCD脉冲”。从ZCD#1 123a到ZCD#3 123c采集ZCD脉冲，ZCD#1 123a到ZCD#3 123c是设置在ZCD电路单元123的每个相中的ZCD电路。ZCD电路可以通过使用低成本的电子元件(二极管、电阻器、光电耦合器)进行配置，并且可以被集成在电能表或调制解调器中。当电能表中支持零电位信号时，可以由计量集成电路(IC)公司提供ZCD电路。
然后，将描述对在广域系统中变电站和DCU 120之间的绝对电相执行同步的过程。
DCU 120被安装在杆式变压器20中，该杆式变压器20被连接至与安装在变电站中的主变压器10的输入/输出端子相同的配电线，并且该DCU 120通过与相应的主变压器10的输入/输出端子的相进行匹配来执行在广域系统中绝对电相的同步。
为此，AMI服务器110采集安装在变电站中的主变压器10的“按相的参考ZCD时间差”。此处，AMI服务器110通过使用与相应的主变压器10的输入/输出端子连接的参考相检测单元12来采集“按相的参考ZCD时间差”。参考相检测单元12可以使用基于以上描述的GPSPPS信号由DCU 120来采集“按相的ZCD时间差”的过程。
然后，AMI服务器110将采集到的“按相的参考ZCD时间差”发送至安装在同一配电线中的DCU 120。
然后，DCU 120将由AMI服务器110发送的“按相的参考ZCD时间差”与由DCU 120自身采集的同一时刻的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由DCU 120自身采集的“按相的ZCD时间差”与由AMI服务器110发送的“按相的参考ZCD时间差”进行匹配，以使得相具有接近误差范围的时间差。如上所述，由DCU 120和参考相检测单元12采集的ZCD时间差通过比较在处于一定范围内时被确定为具有相同的电相。
此外，AMI服务器110可以通过从DCU 120接收按相的ZCD时间差来管理该按相的ZCD时间差。
图3至图5是示出相之间的零电位交叉时间的视图。
参考图3，基于A相的单相电能表的ZCD信号，当A相和B相之间的ZCD时间差(换言之，ZCD信号时间差)是“T”时，A相和C相之间的ZCD点的时间差变为“2T”，是“T”的两倍。
具体地，由于ZCD脉冲的出现而导致的误差时间“Txt”可以由相之间ZCD点的时间差来反映。这里，“Txt”远小于T，由于“Txt”是预先确定的，因此可以进行算法补偿。
参考图4，当发射器基于A相时，具有为“1T”的ZCD点的时间差的相变为B相，而具有为“2T”的ZCD点的时间差的相变为C相。
参考图5，当接收器基于A相时，具有为“1T”的ZCD点的时间差的相变为C相，而具有为“2T”的ZCD点的时间差的相变为B相。
基于图4和图5，对所有相而言，相之间的ZCD时间差如下[表1]表示。DCU 120通过使用相之间基于特定相的零电位交叉点的ZCD时间差来确定调制解调器之间的相。这将在后面参考图3和图8详细进行描述。
[表1]
图6和图7是示出根据本发明的实施例在中继通信中由DCU检测调制解调器的相的方法的视图。
根据本发明的实施例，当在中继通信中检测调制解调器的相时，DCU 120通过使用[表1]中相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差来确定主调制解调器的相，然后确定从调制解调器的相。如图6和图7所示，主调制解调器可以表示为初级调制解调器，而从调制解调器可以表示为次级调制解调器。上述方法适用于应用层的相信息和通信是以离散方式的系统。
参考图6，DCU 120确定初级调制解调器131和132的相。此处，初级调制解调器131和132指的是在没有中继调制解调器的情况下与DCU 120直接通信的调制解调器，该调制解调器包括第一调制解调器131和第二调制解调器132。然而，初级调制解调器131和132对应于DCU 120和次级调制解调器133至136之间的中继调制解调器。
DCU 120确定初级调制解调器131和132的相，并将相应相的确定结果发送至初级调制解调器131和132。此处，DCU 120(为接收器)采集基于A相的ZCD信号时间差。第一调制解调器131中的ZCD信号时间差是“1T”，第二调制解调器132中的ZCD信号时间差是“2T”。通过参考上面的[表1]，第一调制解调器131被确定为C相，第二调制解调器132被确定为B相。
参考图7，DCU 120指示初级调制解调器131和132计算次级调制解调器133至136的相信息。此处，初级调制解调器131和132从次级调制解调器133至136接收相检测包或导频信号。
在参考中，可以在电气三相之间的时间差内接收相检测包，该时间差是5.5ms。在韩国高速PLC的情况下，当以最大速度在两个调制解调器之间发送和接收短的包时需要花费大约0.3ms，而当以最小速度在两个调制解调器之间发送和接收短的包时需要花费大约2.1ms。
DCU 120通过使用初级调制解调器131和132的相信息和由次级调制解调器133至136计算出的时间差来确定次级调制解调器133至136的相信息。
此处，作为接收器的第一调制解调器131采集基于C相的ZCD信号时间差，第三调制解调器133中的ZCD信号时间差是“2T”，第四调制解调器134中的ZCD信号时间差是“1T”。通过参考[表1]，第三调制解调器133被确定为A相，第四调制解调器134被确定为B相。
类似地，作为接收器的第二调制解调器132采集基于B相的ZCD信号时间差，第五调制解调器135中的ZCD信号时间差是“0”，第六调制解调器136中的ZCD信号时间差是“1T”。通过参考上面的[表1]，第五调制解调器135被确定为B相，第六调制解调器136被确定为A相。
图8是示出根据本发明的另一实施例在中继通信中由DCU检测调制解调器的相的方法的视图。
根据本发明的另一实施例，DCU 120通过以ZCD信号采用中继通信进行发送的方式通过使用如上面[表1]中相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差进行累积，来检测调制解调器的相位。上述方法适用于应用层的相信息和通信是以集中方式的系统。
在本发明的另一实施例中，该另一实施例不同于本发明的上述实施例，多个调制解调器必须在同一时刻运行，这是由于在开始传输和结束传输时所有调制解调器必须协作。然而，由于中间节点的相信息的误差未在所有下层节点上扩散，因此可以准确地执行管理。
DCU 120可以通过累积中继调制解调器的ZCD信号和次级调制解调器的时间差来确定终端调制解调器(电能表)的相。在图8中，调制解调器对应于①至⑦，DCU 120对应于⑧。
此处，调制解调器将前一部分累积的ZCD信号时间差与调制解调器的ZCD信号时间差(低于累积的ZCD信号时间差)相加，并将相加的时间差发送到主模型。
例如，在图8中，调制解调器④和⑤之间的部分“2/4”可以将相应调制解调器部分的累积的ZCD信号时间差表示为“2”，并将前一部分的累积的ZCD信号时间差表示为“4”。因此，调制解调器⑤测量相应的调制解调器部分的ZCD信号时间差，其为“2”，并接收前一信号的累积的ZCD信号时间差，其为“4”。因此，调制解调器⑤将测量的值“2”与接收的值“4”相加，然后发送值“6”。如上所述，由ZCD信号时间差发送的“6”可以表示调制解调器⑤和⑥之间的部分“2/6”的“6”。
同时，DCU 120可以通过将由终端调制解调器发送的次级调制解调器的相信息与参考相信息进行比较来确定次级调制解调器的相信息。
例如，图8中，调制解调器⑦和⑧之间的部分“2/8”可以表示以下：调制解调器⑦将作为前一部分的累积ZCD信号时间差的“10”发送至DCU 120。此处，如以下所述，DCU 120可以通过与作为参考相信息的A相进行比较来确定由调制解调器①(即终端调制解调器)发送的相检测包的相信息。
换言之，由于(2+8)MOD 3＝1(T的倍数)，通过使用求余(MOD)(即求余算法)，将前一部分的累积的ZCD信号时间差“10”除以“3”(即总相数)的余数为“1”，通过参考表1，当接收器基于A相时，具有为“1T”的ZCD信号时间差的相是C相。因此，DCU 120将调制解调器①(其为终端调制解调器)当前检测到的电能表(用户)的电相确定为C相。
图9和图11是示出根据本发明的实施例使用中继通信在AMI通信网络中执行相检测和同步的方法的视图。
在步骤S201中，AMI服务器110采集安装在变电站中的主变压器10的输入/输出端子的“按相的ZCD时间差”，并将该“按相的ZCD时间差”发送至DCU 120。此处，在步骤S202中，DCU 120自身采集同一时刻的“按相的ZCD时间差”。
然后，在步骤S203中，DCU 120将由AMI服务器110发送的“按相的ZCD时间差”与由DCU 120自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由AMI服务器110发送的“按相的ZCD时间差”与由DCU 120自身采集的“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。
上述步骤S201至S203是检测广域系统中变电站与DCU 120之间的绝对电相并对该绝对电相执行同步的过程。
在下文中，将对应用中继传输的DCU 120与子系统的电能表的调制解调器之间的绝对电相的检测过程进行描述。
首先，根据实施例，当检测采用中继通信中调制解调器的相时，DCU 120通过使用相之间基于特定相的零电位交叉点的ZCD时间差来确定主调制解调器的相，然后确定从调制解调器的相(参考图10)。
在步骤S211中，DCU 120确定未使用中继调制解调器而直接连接的主调制解调器的相信息。此处，DCU 120指示主调制解调器计算从调制解调器的相信息。因此，主调制解调器从从调制解调器接收相检测包或导频信号。
然后，在步骤212中，DCU 120通过使用主调制解调器的相信息和由主调制解调器根据从调制解调器发送的相检测包或导频信号所计算出的时间差来确定从调制解调器的相信息。
然后，根据另一实施例，DCU 120通过以ZCD信号采用中继通信进行发送的方式通过使用相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差进行累积，来检测调制解调器的相(参考图11)。
在步骤S221中，调制解调器向随后的主调制解调器发送前一部分的累积的ZCD信号时间差，该累积的ZCD信号时间差是通过将该调制解调器自身的ZCD信号时间差与从调制解调器的ZCD信号时间差相加得到的结果。
然后，在步骤S222中，DCU 120通过使用前一部分的累积的ZCD信号时间差来确定终端调制解调器的相信息。
尽管出于说明性目的描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，将理解的是，本发明不局限于详细描述中所提及的形式。因此，本发明的真正技术保护范围将由所附权利要求的技术精神来限定。此外，应当理解的是，本发明旨在包括落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物以及替代物。

Claims (13)

1.一种在AMI通信网络中执行相检测和同步的AMI系统，所述系统包括：
AMI服务器，用于采集安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子的“按相的参考零交叉检测(ZCD)时间差”；以及
数据集中单元(DCU)，用于将由所述AMI服务器发送的所述“按相的参考ZCD时间差”与由所述数据集中单元自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由所述AMI服务器发送的所述“按相的参考ZCD时间差”与由所述数据集中单元自身采集的所述“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。
2.根据权利要求1所述的AMI系统，其中，所述ZCD时间差通过对变为脉冲计数基础的“GPS PPS信号”与作为时钟脉冲的“ZCD脉冲”之间的间隔进行计数来确定。
3.根据权利要求1所述的AMI系统，其中，所述DCU包括：
振荡器单元，用于产生时钟脉冲；
GPS接收器单元，用于根据接收到的GPS信号来确定GPS秒脉冲(PPS)信号；
ZCD电路单元，被连接至杆式变压器的次级侧并用于确定按相的ZCD脉冲；以及
脉冲计数单元，用于通过对所述GPS PPS信号与作为时钟脉冲的按相的ZCD脉冲之间的间隔进行计数来确定按相的ZCD时间差。
4.根据权利要求1所述的AMI系统，其中，所述AMI服务器通过使用参考相检测单元来采集所述“按相的ZCD时间差”，所述参考相检测单元与安装在所述变电站中的主变压器的输入/输出端子连接。
5.根据权利要求1所述的AMI系统，其中，所述DCU通过使用相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差来确定中继通信中主调制解调器的相，然后确定从调制解调器的相。
6.根据权利要求5所述的AMI系统，其中，所述DCU确定在不使用中继调制解调器的情况下直接执行通信的所述主调制解调器的所述相，并通过使用“所述主调制解调器的相信息”和由所述主调制解调器根据所述从调制解调器发送的相检测包所计算出的时间差来确定所述从调制解调器的相信息。
7.根据权利要求1所述的AMI系统，其中，所述DCU通过以ZCD信号采用中继通信进行发送的方式通过使用相之间基于特定相的ZCD点的ZCD时间差进行累积，来检测调制解调器的相。
8.根据权利要求7所述的AMI系统，其中，所述调制解调器发送前一部分的累积的ZCD信号时间差，所述累积的ZCD信号时间差是通过将所述调制解调器自身获得的ZCD信号时间差与从调制解调器的ZCD信号时间差相加得到的结果。
9.根据权利要求7所述的AMI系统，其中，所述DCU通过执行求余(MOD)运算来确定终端调制解调器的相信息，所述求余运算将由所述调制解调器发送的所述前一部分的所述累积的ZCD信号时间差除以总相数。
10.一种在AMI通信网络中执行相检测和同步的方法，所述方法包括：
AMI服务器采集安装在变电站中的主变压器的输入/输出端子的“按相的ZCD时间差”；
DCU采集同一时刻的“按相的ZCD时间差”；以及
所述DCU将由所述AMI服务器发送的“按相的ZCD时间差”与由所述DCU自身采集的“按相的ZCD时间差”进行比较，并将由所述AMI服务器发送的“按相的ZCD时间差”与由所述DCU自身采集的“按相的ZCD时间差”进行匹配，以使时间差接近误差范围。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：
在执行所述匹配之后，
所述DCU确定未使用中继调制解调器而直接连接到所述DCU的主调制解调器的相信息；以及
所述DCU通过使用“所述主调制解调器的相信息”和由所述主调制解调器根据所述从调制解调器发送的相检测包所计算出的时间差来确定所述从调制解调器的相信息。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述方法还包括：
在执行所述匹配之后，
调制解调器向随后的主调制解调器发送前一部分的累积的ZCD信号时间差，所述累积的ZCD信号时间差是通过将所述调制解调器自身的ZCD信号时间差与从调制解调器的ZCD信号时间差相加得到的结果；以及
所述DCU通过使用所述前一部分的所述累积的ZCD信号时间差来确定终端调制解调器的相信息。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述ZCD时间差通过对变为脉冲计数基础的“GPS PPS信号”与作为时钟脉冲的“ZCD脉冲”之间的间隔进行计数来确定。
CN201780019315.2A 2017-06-15 2017-07-13 在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法 Active CN109417296B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170075705A KR101920563B1 (ko) 2017-06-15 2017-06-15 중계통신방식의 ａｍｉ 통신망에서 위상 검출 및 동기화를 수행하는 ａｍｉ 시스템 및 그 방법
KR10-2017-0075705 2017-06-15
PCT/KR2017/007523 WO2018230769A1 (ko) 2017-06-15 2017-07-13 중계통신방식의 ａｍｉ 통신망에서 위상 검출 및 동기화를 수행하는 ａｍｉ 시스템 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109417296A true CN109417296A (zh) 2019-03-01
CN109417296B CN109417296B (zh) 2022-04-12

Family

ID=64602308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780019315.2A Active CN109417296B (zh) 2017-06-15 2017-07-13 在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11139948B2 (zh)
KR (1) KR101920563B1 (zh)
CN (1) CN109417296B (zh)
WO (1) WO2018230769A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102181604B1 (ko) * 2019-03-12 2020-11-24 한국전력공사 위성 항법 시스템 기반의 시각 동기 장치 및 방법
CN111064180B (zh) * 2019-10-23 2024-01-26 国网天津市电力公司电力科学研究院 基于ami潮流匹配的中压配电网拓扑检测与辨识方法
KR102380137B1 (ko) * 2020-05-25 2022-03-29 한전케이디엔주식회사 디지털 변전소 시각 동기화 시스템 및 방법
EP4176274A4 (en) * 2020-07-02 2024-08-28 Aclara Tech Llc SYSTEMS AND METHODS FOR PHASE IDENTIFICATION USING RELATIVE PHASE ANGLE MEASUREMENTS
CN113359021B (zh) * 2021-06-23 2022-10-21 深圳市锦祥自动化设备有限公司 静态同期检查继电器及高精度相位差和幅值差判断系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060051476A (ko) * 2004-09-30 2006-05-19 가부시끼가이샤 도시바 전력 시스템용 광역 계측 서비스 제공 서버와 시스템,방법, 및 기록 매체
JP2009176107A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Tokyo Electric Power Co Inc:The 閉路判定装置および配電系統システム
US20120176119A1 (en) * 2011-01-06 2012-07-12 General Electric Company Phase line identification system and method
WO2013174415A1 (de) * 2012-05-22 2013-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur zuordnung einzelner phasenleiter in einem mehrphasigen energieverteilnetz
CN106160211A (zh) * 2015-03-30 2016-11-23 国家电网公司 基于多路工频通信技术的农村电网远程检测系统与方法
CN106383265A (zh) * 2016-08-26 2017-02-08 北京中宸泓昌科技有限公司 一种台区及接入相位自动识别的装置和方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4499534A (en) * 1982-10-12 1985-02-12 Borg-Warner Corporation Control system for controlling an SCR network to regulate three-phase A-C power flow
US4516035A (en) * 1983-08-22 1985-05-07 Ncr Corporation Phase synchronization and control circuit
US6072302A (en) * 1998-08-26 2000-06-06 Northrop Grumman Corporation Integrated control system and method for controlling mode, synchronization, power factor, and utility outage ride-through for micropower generation systems
KR100594778B1 (ko) 2004-09-22 2006-06-30 (주)에디테크 상 정보 검출 장치 및 이를 이용한 상 정보 검출 방법과시스템
US20080077336A1 (en) * 2006-09-25 2008-03-27 Roosevelt Fernandes Power line universal monitor
US8081726B2 (en) * 2007-05-10 2011-12-20 Schneider Electric USA, Inc. Method and apparatus for synchronizing data in utility system
KR101196729B1 (ko) * 2010-12-01 2012-11-07 한국전기연구원 마이크로그리드의 동기 투입을 능동적으로 제어하기 위한 장치 및 그 방법
KR101285065B1 (ko) 2011-08-26 2013-07-10 한국전력공사 배전계통 관리 시스템 및 방법
KR101538150B1 (ko) * 2013-04-02 2015-07-29 한전케이디엔주식회사 Ａｍｉ 시스템의 전력정보 계측 장치
KR102397463B1 (ko) * 2015-04-24 2022-05-16 한국전기연구원 초소형 분산전원의 계통연계를 위한 지능형 전력량계 및 그 제어방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060051476A (ko) * 2004-09-30 2006-05-19 가부시끼가이샤 도시바 전력 시스템용 광역 계측 서비스 제공 서버와 시스템,방법, 및 기록 매체
JP2009176107A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Tokyo Electric Power Co Inc:The 閉路判定装置および配電系統システム
US20120176119A1 (en) * 2011-01-06 2012-07-12 General Electric Company Phase line identification system and method
WO2013174415A1 (de) * 2012-05-22 2013-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur zuordnung einzelner phasenleiter in einem mehrphasigen energieverteilnetz
CN106160211A (zh) * 2015-03-30 2016-11-23 国家电网公司 基于多路工频通信技术的农村电网远程检测系统与方法
CN106383265A (zh) * 2016-08-26 2017-02-08 北京中宸泓昌科技有限公司 一种台区及接入相位自动识别的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101920563B1 (ko) 2018-11-21
US11139948B2 (en) 2021-10-05
CN109417296B (zh) 2022-04-12
US20210184827A1 (en) 2021-06-17
WO2018230769A1 (ko) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109417296A (zh) 使用中继通信方法在ami通信网络中执行相检测和同步的ami系统及其方法
US11215979B2 (en) System for determining electric parameters of an electric power grid
CN105683766B (zh) 采用合成的同步信号的局部放电检测系统和方法
EP3491399A1 (en) Synchronized phasor measurement in power distribution networks
US20110161022A1 (en) Systems, methods, and apparatus for utility meter phase identification
WO2007005549A1 (en) Automated integration of data in utility monitoring systems
US20130193951A1 (en) Convolution Integral for Synchronized Phasor
Nakutis et al. A method for noninvasive remote monitoring of energy meter error using power consumption profile
Rinaldi et al. Distributed monitoring system for voltage dip classification over distribution grid
CN117480397A (zh) 基于电网低压部分的测量数据识别和定位中低压配电网故障的方法
Ahmed et al. DSSE in European-type networks using PLC-based advanced metering infrastructure
Oleinikova et al. PMU measurements application for transmission line temperature and sag estimation algorithm development
Pardo-Zamora et al. Methodology for power quality measurement synchronization based on GPS pulse-per-second algorithm
CN111830539A (zh) 一种基于电力线多载波高时钟精度的10kV线路距离测量方法
CN107086895B (zh) 基于交流供电电压相位差修正的高精度网络授时方法
GB2576605A (en) System for determining electric parameters of an electric power grid
Kononov et al. The low cost method of measurements synchronization in the low-voltage network on frequency and the voltage phase
CN112039558B (zh) 一种基于网络同步时钟的台区识别方法与装置
GB2561218A (en) Identification of electrical phase of an electrical device
CN113189472A (zh) 一种低压网电路拓扑结构检测方法及系统
CN207010886U (zh) 广域同步时钟测试仪
Pallares-Lopez et al. Synchrophasor for smart grid with IEEE 1588-2008 synchronism
CN215186070U (zh) 一种适用于配电网参数量测的pmu装置
Caciotta et al. Geographical monitoring of Electrical Energy Quality determination: the problems of the sensors
CN109387697A (zh) 无线相位测量装置、时间同步方法及无线相位测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant