CN112233406B - 一种基于5g通信的快速数据响应控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于5G通信的快速数据响应控制方法，涉及数据处理领域，具体涉及数据的有效性判断和处理顺序的排列。基于主站、主设备和从设备实现，主站和主设备通过5G网络连接，主设备和从设备通过网络连接，主设备采集从设备的数据并发送给主站，主站根据运行状态通过主设备向从设备发送调控指令，主设备将输入数据进行分类处理，根据预置方案进行队列排序，得出数据项处理序列，再将数据发送。采用本发明，可以优化数据处理顺序，提高响应速度；将过期数据及无效数据进行丢弃，提高交互有效性；触发式响应，将关联数据优先处理，为精准控制提供数据支撑。

Description

一种基于5G通信的快速数据响应控制方法

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体涉及数据的有效性判断和处理顺序的排列，特别涉及一种基于5G通信的快速数据响应控制方法。

背景技术

随着移动互联网的发展，越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用层出不穷，第四代移动通信系统已全面商用，但是移动数据的需求爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求。第五代移动通信（5G通信）技术快速发展，包括标准制定、基站建设等在内的各项技术与建设得到了长足的发展，5G通信已成为新一代信息技术的重要支柱，5G网络信号具有更高的可靠性和更低的时延，相比4G，5G延迟减少了10倍，流量容量提高了100倍，网络效率提高了100倍，一个技术的发展与创新将会带动其相关技术的创新，如现在5G的快速发展，随之带来的就是对其他相关领域技术更高的要求。

电力系统中的电力以光速传播，需要及时响应电力系统中的各种变化，实现精准控制；更短时间尺度的动态需求响应显得尤为重要，设备之间的协调控制对通信的低时延提出了要求，而且10ms的通信时延能满足秒级的调控要求，海量用户的差异化要求及互动，海量的控制信号需要在短时间内完成。

光伏发电系统中，由于受光照角度、环境温度、光伏板安装位置、云量等因素影响，光伏电站的输出功率会有所变化，最大变化率甚至超过额定量的10%，因此产生了发电量的不稳定问题，进而影响电能质量。并网所产生的电能质量问题主要包括谐波、电压波动、闪变等，其容易影响有功及无功潮流、频率控制等特性。设备的控制技术与光伏发电并入电网的品质也密切相关，有功调节动态响应时间快、无功连续可调以及无功调节范围宽等需求显得尤为重要，需要设备端及时响应各种变化，更短时间尺度的动态响应需求，实现实时采集、精准控制，设备内部的协调控制对通信的低时延也提出了要求；为了充分利用低时延优势，需要实时快速处理输入数据，目前设备端嵌入式系统处理方法是顺序处理输入的数据，阻碍了数据的充分利用，是全线路快速响应的一个瓶颈。

目前对此类问题的处理是设置响应权重。光伏发电系统中一般是优先遥信相关量，遥控相关量，如此亦达不到一些项目的要求，如一些项目要求无功权重较大，光伏发电的同时还要输出部分无功，并且优先保证无功不超过死区值，现有按队列顺序处理的方法会出现响应慢的情况，对于这种情况看似相差不大，其实有很大区别，如果考虑光伏电站超过限值离网的情况，直接影响了正常工作，再到重新并网，5G全线路快速响应的优势无从体现。

发明内容

本发明的目的是提供一种在不同场景调整数据响应优先级，获取更优的响应速度的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于5G通信的快速数据响应控制方法，基于主站、主设备和从设备实现，所述主站和主设备通过5G网络连接，主设备和从设备通过网络连接，主设备采集从设备的数据并发送给主站，主站根据运行状态通过主设备向从设备发送调控指令。

主设备将输入数据进行分类处理，根据预置方案进行队列排序，得出数据项处理序列，再将数据发送，具体的方法包括：

步骤1、将输入数据转为接口类信息，包括对象标识F(x)、方法标识C(x)，x表示输入数据项，数量为a。

步骤2、根据对象标识计算出类标识、信息点标识：

当F(x)%M>0时，A(x)=F(x)%M，否则，A(x)=M

B(x)=(F(x)－1)/M+1

F(x) 为对象标识，

A(x) 为信息类标识，范围1-M，M为信息类数量，

B(x) 为信息点标识，范围1-N，N为信息点数量。

步骤3、根据信息类将输入数据分类处理，计算对象的队列顺序：

L(x)=N×A(x)＋C(x)

L(x)为列序号，表示相同类标识的数据项顺序，C(x)为方法标识，表示数据项处理方法。

步骤4、输出队列处理：

计算出输出队列顺序，由小到大进行排序，放弃Q(x)=0的数据项，对Q(x)>0的数据项依次进行处理；

Q(x)=P(x) ×(W(x) ×L(x)＋D(x))

Q(x)为输出队列顺序值，

P(x)为限制条件，

W(x)为权重值，表示数据项重要程度，根据期望目标进行设定，分为致命、紧急、重要、一般，

D(x)为偏移值，表示相同权重时，优先处理调整值。

步骤5、触发式响应、关联性处理；

处理对象标识为F(x)的数据项，根据对象标识F(x)关联数据项，进行筛选，当对象标识为F(y)的数据项和F(x)的关联系数G(x，y)=1时，Q(y)=Q(x)，将Q(y)加入到输出队列，继续进行步骤4处理输出队列。

进一步地，所述主设备为光伏监控终端，所述从设备为光伏电站的逆变器。

有益效果：

1.优化数据处理顺序，提高响应速度；

2.将过期数据及无效数据进行丢弃，提高交互有效性；

3.触发式响应，将关联数据优先处理，为精准控制提供数据支撑。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为实施例的数据处理框图；

图3为实施例的数据处理流程图。

具体实施方式

下面以光伏电站的监控为实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例所选用系统包括主站、5G路由器、主设备、4个从设备；主站和主设备通过5G进行连接，主设备和从设备通过有线进行连接，本实施例中为RS485通信总线。

本实施例中，主设备为光伏监控终端，从设备为光伏电站的逆变器。

参看图2，本实施例的数据处理框图，包括：数据输入+对象方法的输入、数据处理、数据输出+对象方法的输出。

数据输入+对象方法。

信息类范围1-M，本发明实施例M=4，如下所示：

YK数据类、YX数据类、YT数据类、YC数据类。

每类数据支持N个信息点，N=6。信息点表示从设备所支持的数据项，也是主站所需的数据项，例如遥测量，遥调量等。

输入数据项见下表；

表1：从设备支持的数据项分类列表

数据处理。

数据处理即本发明披露的方法。参看图3。

光伏监控终端采集并网逆变器数据，通过5G路由器突发数据到主站，主站根据运行状态，通过监控终端控制逆变器的并网、离网，功率调节。

突发数据：从设备的数据不发生变化时不上送数据，当发生变化时将数据主动上报给主站，达到了实时更新数据，同时节约流量的目的。

输入数据包括接收主站端数据、待突发的数据，接收逆变器的数据、下发给逆变器的数据，监控终端将输入的数据进行分类处理，根据预置的方案进行最优队列排序，剔除无效数据及过期数据，实现重要事项快速响应，关联事项触发式响应。

光伏监控终端接收主站端发送的数据和逆变器端发送的数据，将数据进行优化处理，即对数据进行分类处理，丢弃无效数据、排序、触发式插队，得出数据项处理序列，达到快速响应的目的。

步骤1、将输入数据转为接口类信息，包括对象标识F(x)、方法标识C(x)，x表示输入数据项，数量为a；

F(x)取值范围为1-24，即输入数据项为F1-F24；

a取值范围1-5，同时可以处理最多5个数据。

步骤2、根据对象标识计算出类标识、信息点标识：

当F(x)%M>0时，A(x)=F(x)%M，否则，A(x)=M

B(x)=(F(x) －1)/M－1

F(x) 为对象标识，

A(x) 为信息类标识，范围1-M，M为信息类数量，

B(x) 为信息点标识，范围1-N，N为信息点数量，本实施例中 N=6。

步骤3、根据信息类将输入数据分类处理，计算对象的队列顺序：

L(x)=N×A(x)＋C(x)

L(x)为列序号，表示相同类标识的数据项顺序，C(x)为方法标识，表示数据项处理方法，信息类对应方法处理如下表。

表2：数据项对应的对象方法

上召：表示主站主动召测数据；

上设：表示主站主动设置数据；

下召：表式设备主动召测从设备数据；

下设：表示设备主动设置从设备数据；

上突：表示设备主动上报数据到主站；

应答主站：表示对主站回复的数据。

步骤4、输出队列处理：

计算出输出队列顺序，由小到大进行排序，对Q(x)>0的数据项依次进行处理；

Q(x)=P(x) ×(W(x) ×L(x)＋D(x))

Q(x)为输出队列顺序值，

P(x)为限制条件，即只处理能力范围内的数据项，超出限值的数据项，直接丢弃。本实施例根据整个发电系统的额定容量、阈值、死区值、关联运行状态值进行设定，取值范围：0-1。

表3：各个信息类的限制条件

W(x)为权重值，表示数据项重要程度，根据期望目标进行设定，分为致命、紧急、重要、一般，致命>紧急>重要>一般。

本例数据项权重如下表：

表4：数据项的权重

D(x)为偏移值，表示相同权重时，优先处理调整值，本实施例默认为0。

步骤5、触发式响应、关联性处理；

处理对象标识为F(x)的数据项，根据对象标识F(x)关联数据项，进行筛选，当对象标识为F(y)的数据项和F(x)的关联系数G(x，y) =1时，Q(y)=Q(x)，将Q(y)加入到输出队列，继续进行步骤4处理输出队列。

y表示与x关联的数据项，x项处理后的触发y项处理。处理时，将y项处理队列放到处理完成的x项位置。

本例关联方案1如下表所示：

表5：关联关系

数据输出+对象方法。

数据输出表示各类数据内的数据项，内容见表1；对象方法包括下召，下设，上突，应答主站等，内容见表2。

具体实施例

预设方案。

基本信息：

单个从设备额定容量：20K；信息类M=4个，每类有N=6个信息点。

限制条件：

F2阈值范围0-1100；F6阈值范围-1000-1000；F3有效；F7有效；F4、F8、F12、F16死区值：±15%。

权重值：一般=4，重要=3，紧急=2，致命=1。

方法标识：本实施例默认等于信息类号，即C2=2，C4=4，C13=1。

关联信息（根据应用需求进行配置）：

数据处理。

输入数据为主站端下设F1（操作对象为从设备1，进行并网）、主站端下设F2（操作对象为从设备2，调试有功功率K）、从设备上突F4（从设备2的数据主动上报）。

Claims (3)

1.一种基于5G通信的快速数据响应控制方法，基于主站、主设备和从设备实现，所述主站和主设备通过5G网络连接，主设备和从设备通过网络连接，主设备采集从设备的数据并发送给主站，主站根据运行状态通过主设备向从设备发送调控指令；

其特征在于：主设备将输入数据进行分类处理，根据预置方案进行队列排序，得出数据项处理序列，再将数据发送，具体的方法包括：

步骤1、将输入数据转为接口类信息，包括对象标识F(x)、方法标识C(x)，x表示输入数据项，数量为a；

步骤2、根据对象标识计算出类标识、信息点标识：

当F(x)%M>0时，A(x)=F(x)%M，否则，A(x)=M

B(x)=(F(x)－1)/M+1

F(x) 为对象标识，

A(x) 为信息类标识，范围1-M，M为信息类数量，

B(x) 为信息点标识，范围1-N，N为信息点数量，

步骤3、根据信息类将输入数据分类处理，计算对象的队列顺序：

L(x)=N×A(x)＋C(x)

L(x) 为列序号，表示相同类标识的数据项顺序，C(x)为方法标识，表示数据项处理方法；

步骤4、输出队列处理：

计算出输出队列顺序，由小到大进行排序，放弃Q(x)=0的数据项，对Q(x)>0的数据项依次进行处理；

Q(x)=P(x) ×(W(x) ×L(x)＋D(x))

Q(x)为输出队列顺序值，

P(x)为限制条件，

W(x)为权重值，表示数据项重要程度，根据期望目标进行设定，分为致命、紧急、重要、一般，

D(x)为偏移值，表示相同权重时，优先处理调整值；

步骤5、触发式响应、关联性处理；

处理对象标识为F(x)的数据项，根据对象标识F(x)关联数据项，进行筛选，当对象标识为F(y)的数据项和F(x)的关联系数G(x，y) =1时，Q(y)=Q(x)，将Q(y)加入到输出队列，继续进行步骤4处理输出队列。

2.根据权利要求1所述的基于5G通信的快速数据响应控制方法，其特征在于：所述主设备为光伏监控终端，所述从设备为光伏电站的逆变器。

3.根据权利要求2所述的基于5G通信的快速数据响应控制方法，其特征在于：步骤4中，限制条件P(x)的取值范围：0、1。

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