CN110601987A - 一种用于相量数据集中器的数据汇集方法 - Google Patents

一种用于相量数据集中器的数据汇集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于相量数据集中器的数据汇集方法，属于智能变电站自动化设备技术领域，包括如果相量数据是同步状态，将此帧数据放入相同时间点的buff中，进行数据汇集。若没有相同时间点的buff，那么将此帧数据放入新的buff，等待同一时间点其他PMU的同步相量数据，完成数据汇集。如果相量数据是异步状态，将此帧数据放入时间点最早的buff中，进行数据汇集。若没有最早时间点的buff，那么将此帧数据放入新的buff，等待其他PMU的同步相量数据，完成数据汇集。

Description

一种用于相量数据集中器的数据汇集方法
技术领域
本发明涉及智能变电站自动化设备技术领域，特别涉及一种用于相量数据集中器的数据汇集方法。
背景技术
随着智能变电站自动化建设的发展，同一个变电站内的同步相量测量装置（PMU）必须配置相量数据集中器（PDC），实现对所有PMU采集到的同步相量数据的接收、汇集、存储、抽取和转发的功能。
相量数据集中器需要能够实时的接受、解析、存储并转发多台同步相量测量装置的动态数据报文，单台测量装置的最大传输速率为100帧/秒，并且按照国标，集中器在转发实时动态数据的延时时间不大于200ms，另外还要考虑到相量数据异步等特殊情况。因此，相量数据集中器需要正确、快速的完成对相量数据的汇集、存储和转发功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于相量数据集中器的数据汇集方法，以提高相量数据汇集的效率和准确率。
为实现以上目的，采用一种用于相量数据集中器的数据汇集方法，用于在相量数据集中器接收多台同步相量测量装置的相量数据时，对相量数据进行汇集，包括：
S1、获取相量数据的状态和时间信息，相量数据的状态包括同步状态和异步状态；
S2、判断相量数据的状态是同步状态还是异步状态，若是同步状态则执行步骤S3；
S3、查找是否存在缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，若存在则执行步骤S4，若不存在则执行步骤S5；
S4、将该帧相量数据存入缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，然后执行步骤S6；
S5、将该帧相量数据存入新的缓存中，并将新的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行步骤S6；
S6、在当前缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数相同时，将当前缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站。
进一步地，所述获取相量数据的状态和时间信息，包括：
按照GB/T-26865.2-2011协议，分别获取SOC字段、FRACSEC字段和STAT字段的值，得到所述相量数据的状态和时间信息。
进一步地，在缓存已满，无法放入新的缓存时，还包括：
查找到所有缓存中时间最早的缓存，并将该时间最早的缓存中的相量数据组成数据帧发送至主站，以将时间最早的缓存清空；
将接收到的帧相量数据存入该清空后的缓存，并将清空后的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行所述步骤S6。
进一步地，在判断所述相量数据为异步状态时，还包括执行如下步骤：
S11、在所有缓存中查找满足设定条件的缓存，若查找到则执行步骤S12，若未查找到则执行步骤S13，其中该设定条件为缓存中相量数据个数大于0的缓存、缓存中还未存入与该帧相量数据来源于同一步相量测量装置的数据且缓存时间标识最早；
S12、将当前相量数据帧存入查到的满足设定条件的缓存中，然后执行S15；
S13、按照缓存复制相量数据帧的先后顺序，将最先复制相量数据帧的缓存取所述相量数据集中器的系统时间后，将该缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站，以清空最先复制相量数据帧的缓存；
S14、将接收到的帧相量数据存入清空后的最先复制相量数据帧的缓存，并将该缓存的时间标识设置为当前相量数据帧的时间，然后执行S15；
S15、对缓存中的数据进行汇集组帧并发送至主站。
进一步地，所述S15中，将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站，还包括：
S151、判断缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数是否相同，若是则执行S152，若否则直接退出，等待汇集；
S152、判断缓存的时间戳是否为0，若是执行S153，若否执行S154；
S153、将该缓存的时间戳取相量数据集中器的系统时间
S154、将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过基于相量数据的状态和时间信息，对相量数据进行汇集，能够快速准确的对同一变电站内多台同步相量测量装置采集的相量数据进行汇集处理，该汇集方法在多台同步相量测量装置（PMU）发生失步的情况下，仍可准确且快速的进行相量数据汇集。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1是一种用于相量数据集中器的数据汇集方法的流程示意图；
图2是另一种用于相量数据集中器的数据汇集方法的流程示意图；
图3是字段图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1所示，本实施例公开了一种用于相量数据集中器的数据汇集方法，用于在相量数据集中器接收多台同步相量测量装置的相量数据时，对相量数据进行汇集，包括如下步骤S1- S6：
S1、获取相量数据的状态和时间信息，相量数据的状态包括同步状态和异步状态；
S2、判断相量数据的状态是同步状态还是异步状态，若是则执行步骤S3；
S3、查找是否存在缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，若存在则执行步骤S4，若不存在则执行步骤S5；
S4、将该帧相量数据存入缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，然后执行步骤S6；
S5、将该帧相量数据存入新的缓存中，并将新的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行步骤S6；
S6、在当前缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数相同时，将当前缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站。
具体地，相量数据的状态以及相量数据的时间信息满足GB/T-26865.2-2011协议，获取如图3所示的4,5,6字段的值，即可得到相量数据的状态及时间信息，方法如下所示：
memlscpy(&soc, dataframe + 12, 4);
memlscpy(&frac, dataframe + 16, 4);
memlscpy(&stat, dataframe + 20, 2);
其中，dataframe同步相量数据帧，soc：世纪秒，frac：秒等分数及时间质量，stat：状态字。
特别地，如图1所示，在缓存已满，无法放入新的缓存时，还包括：
查找到所有缓存中时间最早的缓存，并将该时间最早的缓存中的相量数据组成数据帧发送至主站，以将时间最早的缓存清空；
将接收到的帧相量数据存入该清空后的缓存，并将清空后的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行所述步骤S6。
进一步地，如图2所示，在判断所述相量数据为异步状态时，还包括执行如下步骤：
S11、在所有缓存中查找满足设定条件的缓存，若查找到则执行步骤S12，若未查找到则执行步骤S13，其中该设定条件为缓存中相量数据个数大于0的缓存、缓存中还未存入与该帧相量数据来源于同一步相量测量装置的数据且缓存时间标识最早；
S12、将当前帧相量数据存入查到的满足设定条件的缓存中，然后执行S15；
S13、按照缓存复制相量数据帧的先后顺序，将最先复制相量数据帧的缓存取所述相量数据集中器的系统时间后，将该缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站，以清空最先复制相量数据帧的缓存；
S14、将接收到的帧相量数据存入清空后的最先复制相量数据帧的缓存，并将该缓存的时间标识设置为当前相量数据帧的时间，然后执行S15；
S15、对缓存中的数据进行汇集组帧并发送至主站。
具体地，所述S15中，将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站，还包括如下步骤：
S151、判断缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数是否相同，若是则执行S152，若否则直接退出，等待汇集；
S152、判断缓存的时间戳是否为0，若是执行S153，若否执行S154；
S153、将该缓存的时间取相量数据集中器的系统时间。
S154、将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站。
需要说明的是，如果相量数据是同步状态，将此帧数据放入相同时间点的buff中，进行数据汇集。若没有相同时间点的buff，那么将此帧数据放入新的buff，等待同一时间点其他PMU的同步相量数据，完成数据汇集。如果相量数据是异步状态，将此帧数据放入时间点最早的buff中，进行数据汇集。若没有最早时间点的buff，那么将此帧数据放入新的buff，等待其他PMU的同步相量数据，完成数据汇集。
下面以接收相量数据同步为例：
（1）首先判断出相量数据处于同步状态。
（2）然后根据相量数据帧的4，5时间字段，寻找时间标识相同的缓存。如果存在相同时间标识的缓存进入步骤（3），反则进入步骤（4）。
（3）存在时间标识相同的缓存，说明该缓存中已经存储了其他PMU采集的相同时间的相量数据，将此帧相量数据copy到该缓存，缓存中相量数据个数标识+1，进入步骤（5）。
（4）没有时间标识相同的缓存，说明缓存中还没有该时间点，任意一台PMU采集到的相量数据。找到一块空的缓存，将此帧相量数据copy进去，并将时间标识设置为此帧相量数据的时间，缓存中相量数据个数标识+1，进入步骤（5）。
如果缓存已满，无法放入新的缓存，那么找到时间戳最早的缓存发送给主站，清空缓存后并将该数据拷贝到该块缓存，时间更新为此帧相量数据的时间，缓存中相量数据个数标识+1，进入step5。
（5）判断当前缓存中相量数据个数标识，是否与接入PDC的PMU个数一致，如果一致，代表该缓存已经具有同一时间点所有PMU的相量数据，将数组组帧发送给主站之后，清空该块缓存。如果不一致，直接退出，等待汇集。
下面以接收相量数据失步为例：
（1）首先判断当前的相量数据为异步。
（2）在缓存中寻找，满足缓存中相量数据个数大于0，缓存尚未有此帧相量数据来自的PMU采集数据，以及缓存时间标识最早的index。 如果找到满足条件的index进入步骤（3），反则进入步骤（4）。
（3）将此帧相量数据copy到第index块缓存，并将缓存中相量数据个数标识+1，进入步骤（5）。
（4）没有找到时间最早的index，代表缓存中的相量数据均为失步额状态。那么按缓存copy相量数据帧的先后顺序，将最先copy相量数据帧的那块缓存取PDC系统时间之后，组帧发送给主站。然后清空该块缓存，并将此帧相量数据copy到此块缓存。
（5）判断当前缓存中相量数据个数标识，是否与接入PDC的PMU个数一致，如果一致进入步骤（6）。
（6）缓存已经具有同一时间点所有PMU的相量数据。再判断缓存的时间标识是否为0，时标不为0将缓存中的数据组帧之后发送给主站，之后清空该块缓存。时标为0，将缓存到的时间设置为当前的PDC系统时间，之后再将缓存中的数据组帧之后发送给主站，并清空该块缓存。
需要说明的是，本实施例可以处理多台PMU发生失步的各种情况，例如：接受多台PMU相量数据全部处于同步状态；接受多台PMU相量数据同时存在同步，失步状态；接受多台PMU相量数据全部处于失步状态。且能够正确，快速的汇集相量数据，在相量数据发生失步时，仍可准确且快速的进行相量数据汇集，其实时通信以及数据记录等功能满足《电力系统实时动态监测系统技术规范》的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于相量数据集中器的数据汇集方法，其特征在于，用于在相量数据集中器接收多台同步相量测量装置的相量数据时，对相量数据进行汇集，包括：
S1、获取相量数据的状态和时间信息，相量数据的状态包括同步状态和异步状态；
S2、判断相量数据的状态是同步状态还是异步状态，若是同步状态则执行步骤S3；
S3、查找是否存在缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，若存在则执行步骤S4，若不存在则执行步骤S5；
S4、将该帧相量数据存入缓存时间戳与该帧相量数据的时间相同的缓存，然后执行步骤S6；
S5、将该帧相量数据存入新的缓存中，并将新的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行步骤S6；
S6、在当前缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数相同时，将当前缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站。
2.如权利要求1所述的用于相量数据集中器的数据汇集方法，其特征在于，所述获取相量数据的状态和时间信息，包括：
按照GB/T-26865.2-2011协议，分别获取SOC字段、FRACSEC字段和STAT字段的值，得到所述相量数据的状态和时间信息。
3.如权利要求1所述的用于相量数据集中器的数据汇集方法，其特征在于，在缓存已满，无法放入新的缓存时，还包括：
查找到所有缓存中时间最早的缓存，并将该时间最早的缓存中的相量数据组成数据帧发送至主站，以将时间最早的缓存清空；
将接收到的帧相量数据存入该清空后的缓存，并将清空后的缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行所述步骤S6。
4.如权利要求1所述的用于相量数据集中器的数据汇集方法，其特征在于，在判断所述相量数据为异步状态时，还包括执行如下步骤：
S11、在所有缓存中查找满足设定条件的缓存，若查找到则执行步骤S12，若未查找到则执行步骤S13，其中该设定条件为缓存中相量数据个数大于0的缓存、缓存中还未存入与该帧相量数据来源与同一步相量测量装置的数据且缓存时间标识最早；
S12、将当前帧相量数据存入查到的满足设定条件的缓存中，然后执行S15；
S13、按照缓存复制相量数据帧的先后顺序，将最先复制相量数据帧的缓存取所述相量数据集中器的系统时间后，将该缓存中的相量数据组成数据帧并发送至主站，以清空最先复制相量数据帧的缓存；
S14、将接收到的帧相量数据存入清空后的最先复制相量数据帧的缓存，并将该缓存的时间标识设置为当前帧相量数据的时间，然后执行S15；
S15、对缓存中的数据进行汇集组帧并发送至主站。
5.如权利要求4所述的用于相量数据集中器的数据汇集方法，其特征在于，所述S15中，将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站，还包括：
S151、判断缓存中相量数据个数与待汇集的向量数据个数是否相同，若是则执行S152，若否则直接退出，等待汇集；
S152、判断缓存的时间戳是否为0，若是执行S153，若否执行S154；
S153、将该缓存的时间戳取相量数据集中器的系统时间
S154、将缓存中的数据组成数据帧并发送至主站。
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