CN110794195A - 一种三相同步采样方法、装置及存储介质 - Google Patents
一种三相同步采样方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种三相同步采样方法、装置及存储介质,该方法包括:从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对从采集单元进行补偿。能够实现在无需高精度晶振的情况下通过清零或者补偿采集单元的误差实现三相同步的效果。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电力配电网领域,尤其涉及一种三相同步采样方法、装置及存储介质。
背景技术
暂态录波型故障指示器包括三相采集单元和汇集单元,可用于当线路发生故障时对故障进行判断。判断方法为:当线路发生故障时,三相采集单元将采样电流的数据发送至汇集单元,汇集单元合成零序电流波形,然后通过零序电流特征判断故障类型,这就要求安装在三相线路中采集单元必须电流采样录波同步,满足三相采样同步误差小于50us。
现有的三相同步方法为:一种是基于GPS对时和高精度晶振来保证A、B、C三相都在统一的绝对时间和采样频率进行同步。另一种是基于汇集单元通过无线射频模块发送同步报文对A、B、C三相进行统一的相对时间和采样频率进行同步。
上述方法能够实现三相同步,但仍存在不足:方法一GPS功耗大,硬件成本高,方法二需要高精度晶振、无法补偿晶振造成相对误差。
发明内容
本发明提供一种三相同步采样方法、装置及存储介质,以实现在无需高精度晶振的情况下通过清零和补偿采集单元的误差实现三相同步误差小于50us。
第一方面,本发明实施例提供了一种三相同步采样方法,该三相同步采样方法应用于三相同步采样装置,该三相同步采样装置包括主采集单元和两个从采集单元,对于任意一个从采集单元,该方法包括:
从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;
从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;
如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零;
如果第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对从采集单元进行补偿。
第二方面,本发明实施例还提供了一种三相同步采样装置,包括主采集单元和两个从采集单元;对于任意一个从采集单元,包括接收模块和处理模块;
接收模块,用于接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;
处理模块,用于将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与所述主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于预设阈值,则对从采集单元进行补偿。
第三方面,本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行第一方面任一所述的三相同步采样方法。
本发明通过提供一种三相同步采样方法,该三相同步采样方法应用于三相同步采样装置,该三相同步采样装置包括主采集单元和两个从采集单元,对于任意一个从采集单元,该方法包括:从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对从采集单元进行补偿。解决现有技术存在采用GPS功耗大,硬件成本高,需要高精度晶振、无法补偿晶振造成相对误差的问题,实现在无需高精度晶振的情况下通过清零或者补偿采集单元的误差实现三相同步的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种三相同步采样方法的流程图;
图2是本发明实施例二中的一种三相同步采样方法中的从采集单元补偿方法得流程图;
图3是本发明实施例三中的一种三相同步采样装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一中提供的一种三相同步采样方法的流程图,本实施例可适用于三相同步采样的实现过程,该方法可以由本发明任意实施例所提供的三相同步采样装置来执行,具体包括如下步骤:
步骤110、从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值。
其中,主采集单元周期性的向两个从采集单元发送同时对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值和对时序号,对时序号用于标识不同时刻主采集单元发送的同时对时报文。
步骤120、从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差。
其中,从采集单元中包括从采样定时计数值,从采集单元将接收到的主采集单元的主采集定时计数值作为时间基准,并将从采样定时计数值和主采样定时计数值之差(即第一数值)的绝对值与预设阈值进行比较。
其中,预设阈值为三相同步采样的允许同步误差,可设为50us。当然,预设阈值的取值还可以为其他值,例如30us或者10us。预设阈值的取值越小,代表三相同步采样装置允许的误差越小,三相同步采样装置对三相同步的要求越高。
步骤130、判断第一数值的绝对值是否大于预设阈值;如果是,则执行步骤150,如果否,则执行140。
步骤140、从采集单元将从采样定时计数值设置为零。
其中,如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,说明三相同步采样误差满足预设的同步误差的要求,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零,即可实现三相同步采样,可消除三相晶振造成的误差,保持三相采样相对误差在预设阈值内。
步骤150、对从采集单元进行补偿。
其中,如果第一数值的绝对值大于预设阈值,说明三相同步采样误差无法满足预设的同步误差的要求,那么需要对从采集单元进行补偿以满足三相同步采样误差要求。
该三相同步采样方法的工作原理:暂态录波型故障指示器可用于配电网故障诊断,包括汇集单元和三相采集单元。使用时,将暂态录波型故障指示器设置在配电网线路中,当线路发生故障时,通过A、B、C三个采集单元将采集的故障发生时同步采样的电流信号发送到汇集单元,由汇集单元合成零序电流波形,用于判断故障类型,进而消除故障。为满足三相采集单元的同步采样误差小于预设阈值50us的要求,示例性的,以A、B、C三个采集单元为例,将A相采集单元作为主采集单元,B相和C相采集单元均作为从采集单元,由A相采集单元分别向B相和C相采集单元发送同步对时报文,其中,同步对时报文包括对时序号和A采集单元的主采样定时计数值。B相和C相采集单元接收到A相采集单元发送的同步对时报文后,将各自的从采样定时计数值与主采样定时计数值之差的绝对值和预设阈值进行比较,根据比较结果决定是否清零或补偿。此处仅以B相采集单元为例进行说明,C相采集单元和B相采集单元的清零和补偿方法相同不再赘述。设B相采集单元的从采样定时计数值与主采样定时之差为第一数值,当第一数值小于或等于预设阈值时,将B相采集单元的从采样定时计数值设置为零;当第一数值的绝对值大于预设阈值时,将B相采集单元进行补偿。
本实施例的技术方案,通过提供一种三相同步采样方法,该三相同步采样方法应用于三相同步采样装置,该三相同步采样装置包括主采集单元和两个从采集单元,对于任意一个从采集单元,该方法包括:从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对从采集单元进行补偿。解决了现有技术存在采用GPS功耗大,硬件成本高,需要高精度晶振、无法补偿晶振造成相对误差的问题,达到了在无需高精度晶振的情况下通过清零或者补偿采集单元的误差实现三相同步误的效果。
实施例二
图2是本发明实施例二中提供的一种三相同步采样方法中的从采集单元补偿方法得流程图,在本实施例中对从采集单元补偿方法进行说明。参考图2,在上述实施例一的基础上,该三相同步采样方法包括:
步骤210、从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值。
步骤220、从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差。
步骤230、判断第一数值的绝对值是否大于预设阈值;如果是,则执行步骤250,如果否,则执行240。
步骤240、从采集单元将述从采样定时计数值设置为零。
步骤250、判断第一数值是否大于零;如果是,则执行步骤260;如果否,则执行步骤270。
步骤260、从采集单元采样超前于主采集单元,对从采集单元进行角度超前补偿;
可选的,对从采集单元进行角度超前补偿包括:
从采集单元计算超前计数值Cntd1=Cnt2-Cnt1,其中,Cnt2为从采样定时计数值,Cnt1为主采样定时计数值,Cntd1为超前计数值;
从采集单元计算超前计数值在采样周期中的占比D1=Cntd1/Cnt,
其中,Cnt为采样定时计数最大值,D1为超前计数值在采样周期中的占比;
从采集单元计算需要补偿的第一角度β1=D1*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β1为需要补偿的第一角度;
从采集单元计算需要补偿的后采样点的值
sin(α-β1)=sinαcosβ1-cosαsinβ1,其中,α为从采集单元的采样点角度。
步骤270、采集单元采样滞后于主采集单元,对从采集单元进行角度滞后补偿。
可选的,对从采集单元进行角度滞后补偿包括:
从采集单元计算滞后计数值Cntd2=Cnt1-Cnt2,其中,Cnt1为主采样定时计数值,Cnt2为从采样定时计数值,Cntd2为滞后计数值;
从采集单元计算滞后计数值在采样周期中的占比D2=Cntd2/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D2为滞后计数值在采样周期中的占比;
从采集单元需要补偿的第二角度β2=D2*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β2为需要补偿的第二角度;
从采集单元计算需要补偿的前采样点的值
sin(α+β2)=sinαcosβ2+cosαsinβ2,其中,α为从采集单元的采样点角度。
实施例三
图3是本发明实施例三中提供的一种三相同步采样装置的结构框图,参考图3,本发明实施例还提供一种三相同步采样装置,该装置包括:主采集单元310、第一从采集单元320和第二从采集单元330;对于第一从采集单元320,包括第一接收模块321和第一处理模块322;对于第二从采集单元330,包括第二接收模块331和第二处理模块332;
第一接收模块321和第二接收模块331,分别用于接收主采集单元310发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;
第一处理模块322和第二处理模块332,分别用于将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于预设阈值,则对第一从采集单元320和第二从采集单元330进行补偿。
其中,主采集单元310、第一从采集单元320和第二从采集单元330包括电流互感器,用于采集配电网线路的电流。第一接收模块321、第二接收模块331可采用J05系列接收模块,用于接收主采集单元310发送的同步对时报文。第一处理模块322、第二处理模块332可为单片机。
可选的,第一处理模块322、第二处理模块332,具体用于如果第一数值大于零,则从第一从采集单元320、第二从采集单元330采样超前于主采集单元310,对第一从采集单元320、第二从采集单元330进行角度超前补偿;如果第一数值小于零,则第一从采集单元320、第二从采集单元330采样滞后于主采集单元310,对第一从采集单元320、第二从采集单元330进行角度滞后补偿。
可选的,第一处理模块322、第二处理模块332,具体用于计算超前计数值Cntd1=Cnt2-Cnt1,其中,Cnt2为从采样定时计数值,Cnt1为主采样定时计数值,Cntd1为超前计数值;计算超前计数值在采样周期中的占比D1=Cntd1/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D1为超前计数值在采样周期中的占比;计算需要补偿的第一角度β1=D1*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β1为需要补偿的第一角度;以及计算需要补偿的后采样点的值sin(α-β1)=sinαcosβ1-cosαsinβ1,其中,α为从采集单元的采样点角度。
可选的,第一处理模块322、第二处理模块332,具体用于计算滞后计数值Cntd2=Cnt1-Cnt2,其中,Cnt1为主采样定时计数值,Cnt2为从采样定时计数值,Cntd2为滞后计数值;计算滞后计数值在采样周期中的占比D2=Cntd2/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D2为滞后计数值在采样周期中的占比;计算需要补偿的第二角度β2=D2*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β2为需要补偿的第二角度;以及计算需要补偿的前采样点的值sin(α+β2)=sinαcosβ2+cosαsinβ2,其中,α为从采集单元的采样点角度。
本实施例的技术方案,通过提供一种三相同步采样方法,该三相同步采样方法应用于三相同步采样装置,该三相同步采样装置包括主采集单元和两个从采集单元,对于任意一个从采集单元,该方法包括:从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则从采集单元将从采样定时计数值设置为零;如果第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对从采集单元进行补偿。解决了现有技术存在采用GPS功耗大,硬件成本高,需要高精度晶振、无法补偿晶振造成相对误差的问题,达到了在无需高精度晶振的情况下通过清零或者补偿采集单元的误差实现三相同步误的效果。
本发明实施例所提供的三相同步采样装置可执行本发明任意实施例所提供的三相同步采样方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种三相同步采样方法,该方法包括:
从采集单元接收主采集单元发送的同步对时报文,同步对时报文包括主采集单元的主采样定时计数值;
从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,第一数值为从采样定时计数值与主采样定时计数值之差;
如果第一数值的绝对值小于或等于预设阈值,则所从采集单元将从采样定时计数值设置为零。
如果第一数值的绝对值大于预设阈值,则对从采集单元进行补偿。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的三相同步采样方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是,上述搜索装置的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种三相同步采样方法,其特征在于,所述三相同步采样方法应用于三相同步采样装置,所述三相同步采样装置包括主采集单元和两个从采集单元,对于任意一个所述从采集单元,所述方法包括:
所述从采集单元接收所述主采集单元发送的同步对时报文,所述同步对时报文包括所述主采集单元的主采样定时计数值;
所述从采集单元将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,所述第一数值为从采样定时计数值与所述主采样定时计数值之差;
如果所述第一数值的绝对值小于或等于所述预设阈值,则所述从采集单元将所述从采样定时计数值设置为零;
如果所述第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对所述从采集单元进行补偿。
2.根据权利要求1所述的三相同步采样方法,其特征在于,所述预设阈值为50us。
3.根据权利要求1所述的三相同步采样方法,其特征在于,所述对所述从采集单元进行补偿包括:
如果所述第一数值大于零,则所述从采集单元采样超前于所述主采集单元,对所述从采集单元进行角度超前补偿;
如果所述第一数值小于零,则所述从采集单元采样滞后于所述主采集单元,对所述从采集单元进行角度滞后补偿。
4.根据权利要求3所述的三相同步采样方法,其特征在于,所述对所述从采集单元进行角度超前补偿包括:
所述从采集单元计算超前计数值Cntd1=Cnt2-Cnt1,其中,Cnt2为所述从采样定时计数值,Cnt1为所述主采样定时计数值,Cntd1为所述超前计数值;
所述从采集单元计算所述超前计数值在采样周期中的占比D1=Cntd1/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D1为所述超前计数值在采样周期中的占比;
所述从采集单元计算需要补偿的第一角度β1=D1*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β1为所述需要补偿的第一角度;
所述从采集单元计算需要补偿的后采样点的值
sin(α-β1)=sinαcosβ1-cosαsinβ1,其中,α为所述从采集单元的采样点角度。
5.根据权利要求3所述的三相同步采样方法,其特征在于,所述对所述从采集单元进行角度滞后补偿包括:
所述从采集单元计算滞后计数值Cntd2=Cnt1-Cnt2,其中,Cnt1为所述主采样定时计数值,Cnt2为所述从采样定时计数值,Cntd2为所述滞后计数值;
所述从采集单元计算所述滞后计数值在采样周期中的占比D2=Cntd2/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D2为所述滞后计数值在采样周期中的占比;
所述从采集单元需要补偿的第二角度β2=D2*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β2为所述需要补偿的第二角度;
所述从采集单元计算需要补偿的前采样点的值
sin(α+β2)=sinαcosβ2+cosαsinβ2,其中,α为所述从采集单元的采样点角度。
6.一种三相同步采样装置,其特征在于,包括主采集单元和两个从采集单元;对于任意一个所述从采集单元,包括接收模块和处理模块;
所述接收模块,用于接收所述主采集单元发送的同步对时报文,所述同步对时报文包括所述主采集单元的主采样定时计数值;
所述处理模块,用于将第一数值的绝对值与预设阈值进行比较,所述第一数值为从采样定时计数值与所述主采样定时计数值之差;如果所述第一数值的绝对值小于或等于所述预设阈值,则将所述从采样定时计数值设置为零;如果所述第一数值的绝对值大于所述预设阈值,则对所述从采集单元进行补偿。
7.根据权利要求6所述的三相同步采样装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于如果所述第一数值大于零,则所述从采集单元采样超前于所述主采集单元,对所述从采集单元进行角度超前补偿;如果所述第一数值小于零,则所述从采集单元采样滞后于所述主采集单元,对所述从采集单元进行角度滞后补偿。
8.根据权利要求7所述的三相同步采样装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于计算超前计数值Cntd1=Cnt2-Cnt1,其中,Cnt2为所述从采样定时计数值,Cnt1为所述主采样定时计数值,Cntd1为所述超前计数值;计算所述超前计数值在采样周期中的占比D1=Cntd1/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D1为所述超前计数值在采样周期中的占比;计算需要补偿的第一角度β1=D1*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β1为所述需要补偿的第一角度;以及计算需要补偿的后采样点的值sin(α-β1)=sinαcosβ1-cosαsinβ1,其中,α为所述从采集单元的采样点角度。
9.根据权利要求7所述的三相同步采样装置,其特征在于,所述处理模块,具体用于计算滞后计数值Cntd2=Cnt1-Cnt2,其中,Cnt1为所述主采样定时计数值,Cnt2为所述从采样定时计数值,Cntd2为所述滞后计数值;计算所述滞后计数值在采样周期中的占比D2=Cntd2/Cnt,其中,Cnt为采样定时计数最大值,D2为所述滞后计数值在采样周期中的占比;计算需要补偿的第二角度β2=D2*Δβ,其中,Δβ为采样间隔角度,β2为所述需要补偿的第二角度;以及计算需要补偿的前采样点的值sin(α+β2)=sinαcosβ2+cosαsinβ2,其中,α为所述从采集单元的采样点角度。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质,其特征在于,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-5中任一所述的三相同步采样方法。
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