CN111812433B - 一种安全事件录波方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

一种安全事件录波方法，包括：对电压和电流同时采样，依序采样两个完整周波，即第一周波和第二周波；确定当前周波和参考周波，参考周波是当前周波的上一个周波，当前周波初始值设置为第二周波；基于当前周波和参考周波，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，当任意一种事件存在时，执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器当任意一种事件不存在时，继续采样下一个周波并且设置为当前周波返回上一步骤。本申请公开的方法能够解决现有技术中终端用户需要安全事件录波专用设备才能实现安全事件录波功能的问题。本申请还对应公开了一种安全事件录波终端设备和一种安全事件录波系统。

Description

一种安全事件录波方法、设备及系统

技术领域

本申请一般涉及电力系统技术领域，具体涉及一种安全事件录波方法、设备及系统。

背景技术

物联网技术的发展使得电力系统中终端用户的信息化水平不断提高，可以实现数字化电力运行和运维，从而减少运维成本，预防事故的发生。但是目前在广大的电力终端用户，比如工厂、园区、写字楼、商业综合体等，使用的大量的电表或者电力数据检测仪，均无安全事件录波功能。而市面上包含安全事件录波功能的设备价格较贵而且需要专业人士针对不同应用场合设计不同的参数。所以一般终端用户的电力线路上，如果没有安全事件录波专用设备就无法做到实时捕捉电流电压突变的记录，更加无法监控大型设备开关动作瞬间波形，也无法记录对应时刻的电流、电压、开关量等安全事件录波数据，进而无法对线路中故障做出详细分析和判断。因此需要一种适用于普通电力终端用户的安全事件录波方法及系统。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种适用于普通终端用户的安全事件录波方法、设备及系统，能够解决现有技术中终端用户需要安全事件录波专用设备才能实现安全事件录波功能的问题。

第一方面，本申请提供了一种安全事件录波方法，包括：

对电压和电流同时采样，依序采样两个完整周波，即第一周波和第二周波；

确定当前周波和参考周波，所述参考周波是所述当前周波的上一个周波，所述当前周波初始值设置为所述第二周波；

基于所述当前周波和所述参考周波，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，当所述任意一种事件存在时，执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器，当所述任意一种事件不存在时，继续采样下一个周波并且设置为当前周波返回上一步骤。

第二方面，本申请还提供了一种安全事件录波终端设备，包括：处理器、存储器、总线和通信装置，其中所述处理器、所述存储器和所述通信装置通过所述总线完成相互间的通信；

所述通信装置用于所述安全事件录波终端设备与外部的信息传输；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如本申请所述的一种安全事件录波方法。

第三方面，本申请还提供了一种安全事件录波系统，包括：

一个或多个如本申请所述的安全事件录波终端设备，和

云服务器，所述云服务器可以给所述一个或多个安全事件录波终端设备发送MQTT报文，所述报文中包含需要更新的安全事件录波参数，所述一个或多个安全事件录波终端设备接收后，可以自动更新安全事件录波参数。

本申请提供了一种适用于电力终端用户的安全事件录波方法、设备及系统，可以对电压电流进行实时采样从而实现安全事件录波，并且可以设置不同的录波参数以适配不用应用场合的不同需求，解决了现有技术普通终端用户需要安全事件录波专用设备才能实现安全事件录波功能的问题。

附图说明

图1为本申请的实施例中一种安全事件录波方法的流程图；

图2为本申请的实施例中一种判断周波是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件方法的流程图；

图3为本申请的实施例中一种安全事件录波终端设备的框图；

图4为本申请的实施例中一种安全事件录波系统的框图；

图5为本申请的实施例中当前周波和参考周波的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

在本申请的实施例中提供了一种安全事件录波方法，如图1所示，一种安全事件录波方法100包括：

S101、对电压和电流同时采样，依序采样两个完整周波，即第一周波和第二周波。其中，电压和电流是三相电压和三相电流，采用的采样频率可以是1kHz～50kHz中的任意值，在本申请的一些实施例中，采样频率可以根据不同的硬件平台最大可以支持的采样频率而进行设定。

S102、确定当前周波和参考周波，参考周波是当前周波的上一个周波；如图5所示是当前周波和参考周波的示意图，当前周波初始值设置为第二周波。

S103、基于当前周波和参考周波，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，当前述任意一种事件存在时，执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器，当前述任意一种事件不存在时，继续采样下一个周波并且设置为当前周波返回步骤S102。

在本申请一些实施例中，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，具体地，可以采样以下方法200判断，包括如下步骤：

S201、确定当前周波中前20个电压极大值并且判断是否都大于设定的电压上限阈值。如果是，则判定发生电压越上限事件，否则执行步骤S202；

S202、确定当前周波中前20个电压极小值并且判断是否都小于设定的电压下限阈值。如果是，则判定发生电压越下限事件，否则执行步骤S203；

S203、确定当前周波中前20个电流极大值并且判断是否都大于设定的电流上限阈值。如果是，则判定发生电流越上限事件，否则执行步骤S204；

S204、确定当前周波中前20个电流极小值并且判断是否都小于设定的电流下限阈值。如果是，则判定发生电流越下限事件，否则执行步骤S205；

S205、将当前周波的所有电压值(例如当采样频率为10kHz，则电压值共200个)与参考周波的所有电压值按照时间顺序对应进行相减并取绝对值得到电压差值序列，判断电压差值序列中是否存在连续k个电压差值超过设定的电压波动阈值，如果是，则判定发生电压波动事件，否则执行步骤S206，其中k可以是3～20之间的任意整数，k取值越小，安全事件录波方法100对电压波动事件的检测则越灵敏。

S206、将当前周波的所有电流值与参考周波的所有电流值按照时间顺序对应进行相减并取绝对值得到电流差值序列，判断电流差值序列中是否存在连续p个电流差值超过设定的电流波动阈值，如果是，则判定发生电流波动事件，否则判定当前周波不存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，其中p可以是3～20之间的任意整数，p取值越小，安全事件录波方法100对电流波动事件的检测则越灵敏。

在方法200中，可以采用二叉树法确定电压前20个采样极大值和极小值以及电流前20个采样极大值和极小值。

需要注意的是，电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动和电流波动事件的判断是独立的，并不限制先后执行顺序，此处的方法200仅仅是描述了一个例子，按照电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动、电流波动事件的先后顺序进行判断，本领域普通技术人员可以想到，对这六个事件的判断顺序进行调整，仍然在本申请的保护范围之内。

在本申请的另一些实施例中，判断当前周波是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，具体地，还可以采用并行方法判断，即首先并行判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动和电流波动，然后根据并行判断结果确定电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件是否发生。

在步骤S103中，执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器，具体地，包括以下步骤：

步骤A：记录故障类型和时间戳以形成故障记录，故障类型包括电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动和电流波动，根据发生的不同故障类型进行记录，例如，发生电压越上限事件，对应的故障记录是：故障类型为电压越上限和当前时间戳。

步骤B：继续采样N个完整周波直至总共采集N+2个完整周波(即参考周波、当前周波和N个周波)，其中N是正整数，其值是预先设定的，例如，N可以设定为48，将N+2个完整周波与相应的故障记录组合并进行切片和压缩生成安全事件录波文件，然后传输至服务器。具体地，将N+2个完整周波通过切片切为n个文件并按顺序编号为文件1、文件2、文件3....文件n，将故障记录以及每个文件的编号添加到每个文件中，则每个文件包含(N+2)/n个周波、故障记录和文件编号，其中1<n<(N+2)，且(N+2)/n为正整数，将n个文件进行压缩，例如glib压缩，生成安全事件录波文件，然后通过有线或无效网络传输至服务器。其中，服务器可以是云端服务器。

在本申请的实施例中，还提供了一种安全事件录波终端设备，如图3所示，一种安全事件录波终端设备300包括中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 301、ROM 302以及RAM 303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。

以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分308。

特别地，根据本申请的实施例，上文流程图1所描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例中包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。

在本申请的实施例中，还提供了一种安全事件录波系统，如图4所示，一种安全事件录波系统400包括：一个或多个安全事件录波终端设备401、云服务器402和网络403，其中，安全事件录波终端设备401可以执行如图1所述的方法100，云服务器402接收到安全事件录波文件后通过对安全事件录波文件进行排序和拼接，以还原故障波形。云服务器402还可以通过网络403给安全事件录波终端设备401发送MQTT(Message Queuing TelemetryTransport，消息队列遥测传输)报文，报文中包含需要更新的安全事件录波参数，安全事件录波终端设备401接收后，可以自动更新安全事件录波参数。网络403可以是有线网络还可以是无线网络。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种安全事件录波方法，其特征在于，包括以下步骤：

对电压和电流同时采样，依序采样两个完整周波，即第一周波和第二周波；

确定当前周波和参考周波，所述参考周波是所述当前周波的上一个周波，所述当前周波初始值设置为所述第二周波；

基于所述当前周波和所述参考周波，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，当所述任意一种事件存在时，执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器；当所述任意一种事件不存在时，继续采样下一个周波并且设置为当前周波返回上一步骤；

基于所述当前周波和所述参考周波，判断是否存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，具体包括如下步骤：

步骤A：确定当前周波中前20个电压极大值并且判断是否都大于设定的电压上限阈值；如果是，则判定发生电压越上限事件，否则执行步骤B；

步骤B：确定当前周波中前20个电压极小值并且判断是否都小于设定的电压下限阈值；如果是，则判定发生电压越下限事件，否则执行步骤C；

步骤C：确定当前周波中前20个电流极大值并且判断是否都大于设定的电流上限阈值；如果是，则判定发生电流越上限事件，否则执行步骤D；

步骤D：确定当前周波中前20个电流极小值并且判断是否都小于设定的电流下限阈值；如果是，则判定发生电流越下限事件，否则执行步骤E；

步骤E：将当前周波的所有电压值与参考周波的所有电压值按照时间顺序对应进行相减并取绝对值得到电压差值序列，判断电压差值序列中是否存在连续k个电压差值超过设定的电压波动阈值，如果是，则判定发生电压波动事件，否则执行步骤F，其中，k是3～20之间的任意整数；

步骤F：将当前周波的所有电流值与参考周波的所有电流值按照时间顺序对应进行相减并取绝对值得到电流差值序列，判断电流差值序列中是否存在连续p个电流差值超过设定的电流波动阈值，如果是，则判定发生电流波动事件，否则判定当前周波不存在电压越上限、电压越下限、电流越上限、电流越下限、电压波动或电流波动中的任意一种事件，其中，p是3～20之间的任意整数。

2.根据权利要求1所述的安全事件录波方法，其特征在于，所述电压和电流是三相电压和三相电流，采用的采样频率是1kHz～50kHz中的任意值。

3.根据权利要求1所述的安全事件录波方法，其中确定当前周波中前20个电压极大值、确定当前周波中前20个电压极小值、确定当前周波中前20个电流极大值和确定当前周波中前20个电流极小值，采用的是二叉树法。

4.根据权利要求1所述的安全事件录波方法，其特征在于，所述执行安全事件录波生成安全事件录波文件并发送至服务器，包括以下步骤：

记录故障类型和时间戳以形成故障记录；

继续采样N个完整周波直至总共采集N+2个完整周波，将N+2完整周波与相应的故障记录组合并进行切片和压缩生成安全事件录波文件，然后传输至云服务器，其中，N是正整数，其值是预先设定的。

5.根据权利要求4所述的安全事件录波方法，其特征在于，将N+2个完整周波与相应的故障记录组合并进行切片和压缩生成安全事件录波文件，具体是：

将N+2个完整周波通过切片切为n个文件并按顺序编号为文件1、文件2、文件3....文件n，将故障记录以及每个文件的编号添加到每个文件中，则每个文件包含(N+2)/n个周波、故障记录和文件编号，将n个文件进行glib压缩以生成安全事件录波文件，其中1<n<(N+2)，且(N+2)/n为正整数。

6.一种安全事件录波终端设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、总线和通信装置，其中

所述处理器、所述存储器和所述通信装置通过所述总线完成相互间的通信；

所述通信装置用于所述安全事件录波终端设备与外部的信息传输；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。

7.一种安全事件录波系统，其特征在于，包括：

一个或多个如权利要求6 所述的安全事件录波终端设备，和

云服务器，所述云服务器可以给所述一个或多个安全事件录波终端设备发送MQTT报文，所述报文中包含需要更新的安全事件录波参数，所述一个或多个安全事件录波终端设备接收后，可以自动更新安全事件录波参数。

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