CN110824237A - 一种脉冲采样时间间隔调整方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统控制技术领域,具体涉及一种脉冲采样时间间隔调整方法及装置。当重新接收到对时脉冲或对时脉冲周期变化时,记接收到的对时脉冲为当前对时脉冲;按照原采样时间间隔进行采样,直至当前守时脉冲到来;根据当前对时脉冲与当前守时脉冲之间的第一时间间隔、对时脉冲的周期和设定的调整时间,修改原采样时间间隔,得到调整后的采样时间间隔;从当前守时脉冲开始,按照调整后的采样时间间隔进行采样。本发明避免了装置同步相量输出的相位发生突变,使模拟量相量的相位不会发生明显抖动,保证主站侧在电网稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面的功能正常运行。
Description
技术领域
本发明属于电力系统控制技术领域,具体涉及一种脉冲采样时间间隔调整方法及装置。
背景技术
同步相量测量装置、稳定控制装置可以实现对电力系统动态过程的监测与控制,目的在于提供互联电网各个节点处的同步动态信息,提供广域范围内电网动态安全监控及稳定控制,而同步时钟是电力系统广域测量的必要前提。
采样时钟同步是有效值、相角计算正确的必要条件,一方面同步时钟模块在PPS脉冲触发下驱动ADC同时对三相电压、电流信号采样,在模拟信号采样时刻提供脉冲信号,确保同步采样的实现,另一方面同步时钟模块可为采样数据打上时标,为电网实时电压相量、电流相量、功率、频率等参数打上全网统一时间标签,以观测各节点的同步状态,保证了主站侧获取量测数据稳定性。
当时钟同步信号丢失时,或外部时钟信号的周期发生变化,装置处于守时状态。当从守时状态重新切换到对时状态时,外部对时脉冲相对于本地守时脉冲的位置是随机的。如果不对采样周期进行调整,按目前机制,到突变的秒脉冲时采样序号清零,会导致计算的采样序号发生突变,最终导致同步相量输出的相位发生突变。
发明内容
本发明提供了一种脉冲采样时间间隔调整方法及装置,用以解决在外部对时脉冲突变时不对采样周期进行调整造成的同步相量输出的相位发生突变的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案和有益效果为:
本发明的一种脉冲采样时间间隔调整方法,包括如下步骤:
1)当重新接收到对时脉冲或对时脉冲周期变化时,记接收到的对时脉冲为当前对时脉冲;按照原采样时间间隔进行采样,直至当前守时脉冲到来,所述当前守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的下一个守时脉冲;2)根据当前对时脉冲与当前守时脉冲之间的第一时间间隔、对时脉冲的周期和设定的调整时间,修改原采样时间间隔,得到调整后的采样时间间隔;3)从当前守时脉冲开始,按照调整后的采样时间间隔进行采样,以在设定的调整时间结束时,使守时脉冲和对时脉冲对齐。
本发明的一种脉冲采样时间间隔调整装置,包括存储器和处理器,所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法:
1)当重新接收到对时脉冲或对时脉冲周期变化时,记接收到的对时脉冲为当前对时脉冲;按照原采样时间间隔进行采样,直至当前守时脉冲到来,所述当前守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的下一个守时脉冲;2)根据当前对时脉冲与当前守时脉冲之间的第一时间间隔、对时脉冲的周期和设定的调整时间,修改原采样时间间隔,得到调整后的采样时间间隔;3)从当前守时脉冲开始,按照调整后的采样时间间隔进行采样,以在设定的调整时间结束时,使守时脉冲和对时脉冲对齐。
其有益效果:该方法及装置在外部的对时脉冲从无到有变化、或者外部的对时脉冲周期变化时,先按照原采样时间间隔进行采样直至当前守时脉冲到来,然后对采样时间间隔调整,以在设定的调整时间结束时,使守时脉冲和对时脉冲对齐,从而避免了装置同步相量输出的相位发生突变,使模拟量相量的相位不会发生明显抖动,保证主站侧在电网稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面的功能正常运行。
作为方法及装置的进一步改进,步骤3)后,还包括:所述调整后的采样时间间隔恢复为原采样时间间隔。
作为方法及装置的进一步改进,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:(kTP-△1)/kN,其中,k为设定的调整时间,△1为第一时间时间,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数;其条件为:第二时间间隔大于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
作为方法及装置的进一步改进,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:((k-1)TP+△2)/kN,中,k为设定的调整时间,△1为第一时间间隔,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数,△2为第二时间间隔;其中,其条件为:第二时间间隔小于等于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
附图说明
图1是本发明的判断外部对时脉冲相位关系的示意图;
图2是本发明的外部对时外冲超前本地守时脉冲的示意图;
图3是本发明的外部对时脉冲滞后本地守时脉冲的示意图;
图4是本发明的脉冲采样时间间隔调整方法的流程图。
具体实施方式
方法实施例:
该实施例提供了一种脉冲采样时间间隔调整方法,该方法在外部对时脉冲从无到有或者周期发生变化时,采用本地守时脉冲渐进趋近于外部守时脉冲的方法,以防装置的采样序号发生突变。下面结合图4,对该方法进行详细说明。
步骤一,在外部对时脉冲变化时,即从无到有或周期变化,确定接收到的外部脉冲(记为当前对时脉冲)的可用性:如果不可用,则本地守时脉冲不跟随外部脉冲,仍处于守时状态;如果可用,按照原采样频率N(原采样频率与原采样时间间隔的乘积为1)进行采样,直至采样到守时脉冲,记为当前守时脉冲。
步骤二,如图1所示,依据当前守时脉冲分别与其前后相邻的两个对时脉冲之间的第一时间间隔△1、第二时间间隔△2,确定对时脉冲是超前守时脉冲还是滞后守时脉冲,并确定对应的脉冲超前时间间隔或脉冲滞后时间间隔△T。具体的:
1)若△1<△2,且连续k秒,△1-△1’与△2-△2’的时间间隔均小于阈值,则认为外部对时脉冲超前本地守时脉冲;并取△T=△1作为脉冲超前时间间隔;
2)若△1≥△2,且连续k秒,△1-△1’与△2-△2’的间隔均小于阈值,则认为外部对时脉冲滞后本地守时脉冲;并取△T=△2作为外部对时脉冲滞后间隔。
需说明的是,由于对时脉冲和守时脉冲的周期相同,也可依据当前对时脉冲分别与其前后相邻的两个守时脉冲之间的时间间隔,此时当前对时脉冲与后边相邻的守时脉冲之间的时间间隔为第一时间间隔△1,当前对时脉冲与前边相邻的守时脉冲之间的时间间隔为第二时间间隔△2,确定对时脉冲是超前守时脉冲还是滞后守时脉冲,并确定对应的脉冲超前时间间隔或脉冲滞后时间间隔△T。
步骤三,从当前守时脉冲开始,开始对时间间隔进行调整,进入调整过程,并于此时设置调整过程的起始采样0序号。其原理为:依据对时脉冲周期TP(为1s),以及脉冲超前时间间隔/脉冲滞后时间间隔,确定需调整时间间隔,再结合设定的调整时间k和原采样频率N,确定对时脉冲在设定的调整时间内完成时间间隔调整的采样时间间隔。具体的:
1)如图2所示,当外部对时脉冲超前本地守时脉冲时,将脉冲超前时间间隔△T均匀分配到每秒采样点,假设需要在设定的调整时间k秒内调整完毕,则在该调整过程中对采样时间间隔进行调整,调整后的采样时间时间间隔为:(kTP-△T)/kN;
2)如图3所示,当外部对时脉冲滞后本地守时脉冲时,将脉冲滞后时间间隔△T均匀分配到每秒采样点,假设需要在设定的调整时间k秒内调整完毕,则在该调整过程中对采样时间间隔进行调整,调整后的采样时间时间间隔为:((k-1)TP+△T)/kN。
步骤四,当计数从采样间隔调整阶段的0序号增加到N-1,并持续k秒,则认为调整阶段结束。当收到新的对时脉冲,恢复至原采样时间间隔,即TP/N。
装置实施例:
该实施例提供了一种脉冲采样时间间隔调整装置,该装置包括存储器和处理器,存储器和处理器之间直接或间接地电性连接以实现数据的传输或交互。这里的处理器可以是通用处理器,例如中央处理器CPU,也可以是其他可编程逻辑器件,例如数字信号处理器DSP,处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现方法实施例中介绍的一种脉冲采样时间间隔调整方法,由于方法实施例已对该方法做了详细说明,这里不再赘述。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种脉冲采样时间间隔调整方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)当重新接收到对时脉冲或对时脉冲周期变化时,记接收到的对时脉冲为当前对时脉冲;按照原采样时间间隔进行采样,直至当前守时脉冲到来,所述当前守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的下一个守时脉冲;
2)根据当前对时脉冲与当前守时脉冲之间的第一时间间隔、对时脉冲的周期和设定的调整时间,修改原采样时间间隔,得到调整后的采样时间间隔;
3)从当前守时脉冲开始,按照调整后的采样时间间隔进行采样,以在设定的调整时间结束时,使守时脉冲和对时脉冲对齐。
2.根据权利要求1所述的脉冲采样时间间隔调整方法,其特征在于,步骤3)后,还包括:所述调整后的采样时间间隔恢复为原采样时间间隔。
3.根据权利要求1所述的脉冲采样时间间隔调整方法,其特征在于,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:(kTP-△1)/kN,其中,k为设定的调整时间,△1为第一时间时间,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数;其条件为:第二时间间隔大于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
4.根据权利要求1所述的脉冲采样时间间隔调整方法,其特征在于,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:((k-1)TP+△2)/kN,k为设定的调整时间,△1为第一时间间隔,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数,△2为第一时间间隔;其中,其条件为:第二时间间隔小于等于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
5.一种脉冲采样时间间隔调整装置,其特征在于,包括存储器和处理器,所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法:
1)当重新接收到对时脉冲或对时脉冲周期变化时,记接收到的对时脉冲为当前对时脉冲;按照原采样时间间隔进行采样,直至当前守时脉冲到来,所述当前守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的下一个守时脉冲;
2)根据当前对时脉冲与当前守时脉冲之间的第一时间间隔、对时脉冲的周期和设定的调整时间,修改原采样时间间隔,得到调整后的采样时间间隔;
3)从当前守时脉冲开始,按照调整后的采样时间间隔进行采样,以在设定的调整时间结束时,使守时脉冲和对时脉冲对齐。
6.根据权利要求5所述的脉冲采样时间间隔调整装置,其特征在于,步骤3)后,还包括:所述调整后的采样时间间隔恢复为原采样时间间隔。
7.根据权利要求5所述的脉冲采样时间间隔调整装置,其特征在于,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:(kTP-△1)/kN,其中,k为设定的调整时间,△1为第一时间时间,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数;其条件为:第二时间间隔大于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
8.根据权利要求5所述的脉冲采样时间间隔调整装置,其特征在于,步骤2)中,调整后的采样时间间隔为:((k-1)TP+△2)/kN,k为设定的调整时间,△1为第一时间间隔,TP为对时脉冲的周期,N为原采样频率,为原采样时间的倒数,△2为第二时间间隔;其中,其条件为:第二时间间隔小于等于第一时间间隔,第二时间间隔为当前对时脉冲与上一守时脉冲之间的时间间隔,上一守时脉冲为与所述当前对时脉冲相邻的上一个守时脉冲。
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