CN112731049A - 时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电网监测技术领域，具体公开一种时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质。方法包括：获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，所述同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。无需比对大量的历史数据，也无需依赖人工检测，只需要根据电能质量监测设备实时记录的波形数据即可自动实现时钟同步异常的检测，具有良好的实时性和可靠性，监测效率高，智能化程度高。

Description

时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及电网监测技术领域，特别是涉及一种时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
随着产业经济的迅猛增长与用户对高品质供电需求的增加，电能质量监测装置的数量正在快速增加，随之而来便是呈几何级数爆发式产生的海量监测数据。而监测设备质量问题会影响所监测数据的质量，数据质量又将直接导致不可信的数据应用结果的产生，并影响到基于应用结果的决策过程。其中一种典型的数据质量问题即是由于网络中各台电能质量监测装置的时钟不同步造成数据的可比性差，因此及时发现电能质量监测装置的时钟同步异常，对于提升数据质量有至关重要的意义。
在比较多台设备监测数据以及需要将监测数据与其他网络事件相关联分析的情况下，电能质量监测装置的时间同步误差将会带来很大的影响。在目前的实际应用中，为了尽可能地降低成本，大多监测装置并未配备精确的GPS或通信时间同步方法，而是仍然采用的本地时钟作为数据监测依据，这必然会产生不可避免的时间偏移；即使在配置了GPS时钟的状态下，也可能存在GPS模块损坏造成的时间不同步。而现有的大多数时钟同步异常检测方法都是依靠人工定期检测，以及建立在大量的历史记录数据的基础上，根据对历史事件数据的分析来判定时钟同步是否异常，时效性和可靠性较差，效率低下，且不符合目前对于自动化和智能化的要求。
发明内容
基于此，有必要针对人工定期检测时钟同步异常的方法时效性、可靠性差的问题，提供一种时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质。
一种时钟同步异常监测方法，用于对电网中各电能质量监测设备之间时钟同步异常进行监测，所述时钟同步异常监测方法包括：
获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；
从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，所述同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；
基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
在其中一个实施例中，所述获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形的步骤包括：
当任意一个电能质量监测设备监测到符合预设条件的电压暂降事件，获取该时刻前后预设时长内其他电能质量监测设备所记录的电压暂降事件；
获取各所述电能质量监测设备监测到的电压暂降事件所对应的电压暂降波形，其中，所述电压暂降波形中包括ABC三相电压数据。
在其中一个实施例中，所述从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
确定各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值；
筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果；
确定所述第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出所述暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果；
基于尺寸伸缩变换法对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换；
从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形。
在其中一个实施例中，在所述确定各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值的步骤中，采用下式获得各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值：
Figure BDA0002823768180000031
其中，u(t)为电压暂降波形的连续周期信号，N为基波周期或半个基波周期内的采样点个数。Urms为ABC三相电压中任一相电压的有效值。
在其中一个实施例中，所述筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果的步骤包括：
确定各电压暂降波形中ABC三相电压有效值中的最小值；
筛选出ABC三相电压有效值中的最小值是A相电压有效值的电压暂降波形，并形成第一波形筛选结果。
在其中一个实施例中，所述确定所述第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出所述暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果的步骤包括：
根据小波变换确定所述第一波形筛选结果中的各电压暂降波形的起止时刻；
根据各电压暂降波形的起止时刻确定各电压暂降波形的暂降起止时间差；
筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果。
在其中一个实施例中，所述基于尺寸伸缩变换法对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换的步骤包括：
对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形对应的三相电压有效值进行综合标幺化处理，得到综合标幺化结果；
确定各综合标幺化结果中各电压暂降波形的三相电压有效值峰值；
比对各电压暂降波形的三相电压有效值峰值与基准波形电压有效值峰值，对各电压暂降波形的电压幅值进行伸缩变换；
所述从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
针对伸缩变换后的各电压暂降波形，计算每个采样点的波形电压值与基准波形电压值之间的欧式距离；
当所述欧式距离小于预设阈值，则判定为同源电压暂降波形。
在其中一个实施例中，所述基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常的步骤包括：
确定同源电压暂降波形中，每个电压暂降起始时刻与其他电压暂降起始时刻的时间差；
当与其他电压暂降起始时刻的时间差均不满足预设条件，则确定该电压暂降波形对应的电能质量监测设备的时钟同步异常。
一种时钟同步异常监测装置，包括：
获取单元，用于获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；
筛选单元，用于从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，所述同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；
确定单元，用于基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如上述的时钟同步异常监测方法。
上述时钟同步异常监测方法，首先获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；然后从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；最后基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。无需比对大量的历史数据，也无需依赖人工检测，只需要根据电能质量监测设备实时记录的波形数据即可自动实现时钟同步异常的检测，具有良好的实时性和可靠性，监测效率高，智能化程度高。
附图说明
图1为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法的一种实施方式的流程框图；
图2为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S100的一种实施方式的流程框图；
图3为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S200的一种实施方式的流程框图；
图4为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S220的一种实施方式的流程框图；
图5为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S230的一种实施方式的流程框图；
图6为一个具体示例中的小波分析结果；
图7为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S240的一种实施方式的流程框图；
图8为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S250的一种实施方式的流程框图；
图9为本申请实施例一提供的时钟同步异常监测方法中步骤S300的一种实施方式的流程框图；
图10为电能质量监测设备在电网中的分布示意图；
图11为本申请实施例二提供的时钟同步异常监测装置的一种实施方式的结构示意图；
图12为本申请实施例三提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
正如背景技术所述，电能质量监测装置的数量正在快速增加，随之而来便是呈几何级数爆发式产生的海量监测数据。而监测设备质量问题会影响所监测数据的质量，数据质量又将直接导致不可信的数据应用结果的产生，并影响到基于应用结果的决策过程。其中一种典型的数据质量问题即是由于网络中各台电能质量监测装置的时钟不同步造成数据的可比性差，因此及时发现电能质量监测装置的时钟同步异常，对于提升数据质量有至关重要的意义。
在目前的实际应用中，为了尽可能地降低成本，大多监测装置并未配备精确的GPS或通信时间同步方法，而是仍然采用的本地时钟作为数据监测依据，这必然会产生不可避免的时间偏移；即使在配置了GPS时钟的状态下，也可能存在GPS模块损坏造成的时间不同步。而现有的大多数时钟同步异常检测方法都是依靠人工定期检测，以及建立在大量的历史记录数据的基础上，根据对历史事件数据的分析来判定时钟同步是否异常，时效性和可靠性较差，效率低下，且不符合目前对于自动化和智能化的要求。
面对上述问题，本申请提供了一种时钟同步异常监测方法、装置及计算机可读存储介质。
实施例一
本实施例提供了一种时钟同步异常监测方法，该时钟同步异常监测方法用于对电网中各电能质量监测设备之间时钟同步异常进行监测。
参照图1，本实施例提供的时钟同步异常监测方法包括以下步骤：
步骤S100、获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形。
各电能质量监测设备能够实时检测电网中的数据，一旦发生暂态扰动事件(例如电压暂降)，各电能质量监测设备能够实时记录电压暂降波形。由于暂态扰动事件发生的时刻是一定的，若各电能质量监测设备之间不存在时钟同步异常问题，那么各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形的起始时刻也应当一致，若存在时钟同步异常问题，则各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形的起始时刻会存在偏差。因此，为了确定各电压暂降波形的起始时刻是否存在偏差，首先需要获取到电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形，然后再进行后续判断。
步骤S200、从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形。
由于获取到的各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形中有可能不是由同一电压暂降事件引起的，因此为了后续基于同一电压暂降事件引起的电压暂降波形进行比对，当获取到各电压暂降波形后，首先需要判断各电压暂降波形是否属于同源电压暂降波形，将属于同源电压暂降波形的电压暂降波形筛选出来，将不属于同源电压暂降波形的电压暂降波形剔除不做比较。
步骤S300、基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
确定了同源电压暂降波形，即可根据各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。一般情况下，若时钟同步正常，各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻之间不会存在太大差异，若时钟同步异常，则各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻之间会存在较大偏差。
上述时钟同步异常监测方法，首先获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；然后从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；最后基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。无需比对大量的历史数据，也无需依赖人工检测，只需要根据电能质量监测设备实时记录的波形数据即可自动实现时钟同步异常的检测，具有良好的实时性和可靠性，监测效率高，智能化程度高。
在其中一个实施例中，参照图2，步骤S100，即获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形的步骤包括：
步骤S110、当任意一个电能质量监测设备监测到符合预设条件的电压暂降事件，获取该时刻前后预设时长内其他电能质量监测设备所记录的电压暂降事件。
具体地，根据大量数据误差时间分析，当确定任意一台电能质量监测设备监测到电压暂降低于0.5p.u.的电压暂降事件后，记录该时刻为T0，并选取(T0-5min，T0+5min)总共十分钟内其他所有电能质量监测装置记录的电压暂降事件。其中，预设条件可以根据实际需求设置，“电压暂降低于0.5p.u.”只是一个具体示例，同样地，前后预设时长也可以根据实际需求设置，“(T0-5min，T0+5min)”只是一个具体示例，在实际应用中，可以选取前后5-10分钟的时长内其他电能质量监测设备所记录的电压暂降事件。
步骤S120、获取各电能质量监测设备监测到的电压暂降事件所对应的电压暂降波形，其中，电压暂降波形中包括ABC三相电压数据。
确定了时间段后，即可获取各电能质量监测设备在该时间段内记录的电压暂降波形。例如，将该时间段内n个不同监测设备所记录的多个电压暂降波形记为(X1，X2，X3，……，Xn)，每个波形数据Xi(i＝1……n)都包含对应的A、B、C三相电压数据。
在其中一个实施例中，参照图3，步骤S200，即从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
步骤S210、确定各电压暂降波形中ABC三相电压的有效值。
不同时间的瞬时电压不同，存在Um(峰值)，为了便于对交变电流进行测量、计算等，就必须从交流电产生的效果上来规定交变电压大小的量，即ABC三相电压的有效值。本实施例中，对各电压暂降波形的三相电压分别逐点计算各相电压的有效值(RMS)，并可以得到Xi对应的三相电压有效值波形Ri＝(Ria，Rib，Ric)，其中i＝1……n。
步骤S220、筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果。
同一电压暂降事件在同一电压等级下，经过电网传播后，不同电能质量监测设备监测到的三相最低电压为同一相。因此，要判定是否为同源的电压暂降波形，可以先比对三相中电压有效值的最小值是否为同一相(以A相为例)，三相中电压有效值的最小值为同一相的电压暂降波形则被筛选出来，以进行后续判断，而不为同一相的电压暂降波形则被剔除，不对其再进行后续判断。
其中，电压等级是电力系统及电力设备的额定电压级别系列，额定电压是指电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。同一电压等级是指电力系统各点的实际运行电压允许在同一额定电压上存在一定程度的偏离。
步骤S230、确定第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果。
同一电网故障事件所引起的电压暂降波形持续的时间相同，因此，在第一波形筛选结果的基础上，还可以根据各电压暂降波形的暂降起止时间差(即持续时间)对电压暂降波形进行进一步筛选，筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果。
步骤S240、基于尺寸伸缩变换法对第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换。
当确定了第二波形筛选结果后，即可根据尺寸伸缩变换法，以选取的基准对第二波形筛选结果中的各电压暂降波形的电压幅值进行伸缩变换。
步骤S250、从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形。
即，基于伸缩变换后的结果，确定采样点的波形电压值与基准电压值之间的欧式距离，根据该欧式距离判定是否为同源电压暂降，最终筛选出同源电压暂降波形。
在其中一个实施例中，在步骤S210，即确定各电压暂降波形中ABC三相电压的有效值的步骤中，采用下式获得各电压暂降波形中ABC三相电压的有效值：
Figure BDA0002823768180000111
其中，u(t)为电压暂降波形的连续周期信号，N为基波周期或半个基波周期内的采样点个数。Urms为ABC三相电压中任一相电压的有效值。
本实施例中，有效值是根据方均根植的定义进行计算的。由于实测数据并非连续的函数，因此采用上述离散化的方均根值计算公式。
在其中一个实施例中，参照图4，步骤S220，即筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果的步骤包括：
步骤S221、确定各电压暂降波形中ABC三相电压有效值中的最小值。
步骤S223、筛选出ABC三相电压有效值中的最小值是A相电压有效值的电压暂降波形，并形成第一波形筛选结果。
选取A相为例，对第i个监测设备所记录的电压暂降波形Xi对应的三相电压有效值波形Ri进行比较，即min Ri＝min(Ria，Rib，Ric)，选取A相电压有效值最低的电压暂降波形序列，记为Ai(i＝1……n)，再进行后续的比较，即可判定这些暂降波形是否由同一电网故障事件所引起。
在其中一个实施例中，参照图5，步骤S230，即确定第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果的步骤包括：
步骤S231、根据小波变换确定第一波形筛选结果中的各电压暂降波形的起止时刻。
小波变换是一种非平稳信号分析方法，输入已知的模拟量即可通过变换成为一系列的小波参数。小波变换的窗口函数面积固定但宽度和形状可以改变，因此其分辨率有很好的自适应性，在低频部分频率分辨率较好，在高频部分时间分辨率较好，特别适合非平稳的电压暂降波形信号。小波变换的基本思想在于利用基本小波函数ψ(t)经不同尺度伸缩和平移变换后的函数序列来对电压信号u(t)进行逼近，在计算实现时，通常先将小波变换离散化，离散小波函数一般表达式为：
Figure BDA0002823768180000121
其中，a0,b0分别表示尺度因子和平移因子。
对于电压信号u(t)，其离散化小波变换即根据下式进行：
Figure BDA0002823768180000131
其中，Cj,k为对应的离散小波变换系数。
电压信号对应的各尺度小波系数重构公式如下：
Figure BDA0002823768180000132
根据小波理论，对信号进行小波变换就相当于将小波分解到各个时频区域中，得到各个信号分量，小波系数就代表了信号分量的信息。对于电压暂降分析来说，对电压信号进行j尺度分解，分解系数分别为逼近信号Aj和细节信息dj,...,d1，例如3尺度的小波变换，可以在大尺度(Aj)下分析得到电压基波成分，在小尺度(d1,d2)下分析得到电压突变信息，从而准确地定位电压暂降的起止时刻。
采用双正交小波Bior2.2进行三尺度离散小波分解后，电压暂降信号的小波分析结果如图6所示，可见小尺度分量d1，d2中均有两个明显的信号突变点，即模极大值点，它们分别对应电压暂降的开始和结束时刻。
步骤S233、根据各电压暂降波形的起止时刻确定各电压暂降波形的暂降起止时间差。
当确定了各电压暂降波形的起止时刻，即可确定各电压暂降波形的暂降起止时间差。由于实测电压暂降数据易受到干扰信号的影响，例如谐波分量的影响、负荷功率的波动等，经小波变换后，这就会高频分量的噪声影响上，因此根据实际经验，选取暂降起止时间差在128个采样点之内的电压暂降波形进行下一步的对比。
步骤S235、筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果。
当确定暂降起止时间差相同，则将对应的电压暂降波形筛选出来，若不同，则剔除。
在其中一个实施例中，参照图7，步骤S240，即基于尺寸伸缩变换法对第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换的步骤包括：
步骤S241、对第二波形筛选结果中的各电压暂降波形对应的三相电压有效值进行综合标幺化处理，得到综合标幺化结果。
由于各个电压暂降实测数据的实际额定电压并不相同，存在偏差为了便于后续的计算和比较，对n个监测设备的三相电压有效值Ai(i＝1……n)进行综合标幺化处理，具体方法如下：设
Figure BDA0002823768180000141
其中，Ai长度为m，即十分钟数据段中包含了m个电压暂降波形，在不改变有效值数据分布情况的前提下，得到综合标幺化Bi，计算过程如下所示：
Figure BDA0002823768180000142
步骤S243、确定各综合标幺化结果中各电压暂降波形的三相电压有效值峰值。
即，计算B1～Bn中m个暂降波形电压有效值峰值，记为Uij(i＝1……n,j＝1……m)。
步骤S245、比对各电压暂降波形的三相电压有效值峰值与基准波形电压有效值峰值，对各电压暂降波形的电压幅值进行伸缩变换。
参照图8，步骤S250，即从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
步骤S251、针对伸缩变换后的各电压暂降波形，计算每个采样点的波形电压值与基准波形电压值之间的欧式距离。
步骤S253、当欧式距离小于预设阈值，则判定为同源电压暂降波形。
具体地，选取B1中的第一个电压暂降波形作为基准，对B2～Bn中的电压暂降波形的电压幅值进行伸缩变换，并同时计算每一采样点的波形电压值与基准波形电压值之间的欧式距离。具体过程如下所示：
选取电压暂降波形Bij，比较其暂降波形电压有效值峰值Uij和基准波形电压有效值峰值U11的大小，若Uij>U11,则伸缩变换范围为(-Uij,0)；若Uij<U11,则伸缩变换范围为(0,U11)。设置步长α＝0.01，k＝1，其对应的算法如算法1所示：
算法1尺度伸缩变换
输入：Uij，U11，α＝0.01，k＝1
(1)、判别Uij，U11的大小，确定伸缩变换范围；
(2)、重复循环以下步骤直至结束：
Figure BDA0002823768180000151
Figure BDA0002823768180000152
检查结束条件：k值超出伸缩变换范围
输出：最小欧式距离
Figure BDA0002823768180000153
根据经验设置相似性阈值ε＝0.001，当计算出的最小欧氏距离
Figure BDA0002823768180000154
小于ε时，即可判定为同源电压暂降，记为(S1，S2，S3，……，Sn)，对应的电压暂降起始时刻为(T1，T2，T3，……，Tn)。
在其中一个实施例中，参照图9，步骤S300，即基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常的步骤包括：
步骤S310、确定同源电压暂降波形中，每个电压暂降起始时刻与其他电压暂降起始时刻的时间差。
步骤S320、当与其他电压暂降起始时刻的时间差均不满足预设条件，则确定该电压暂降波形对应的电能质量监测设备的时钟同步异常。
具体地，假设n个监测设备的电压暂降起始时刻为(T1，T2，T3，……，Tn)，当时间同步正常时，设备g和h之间的时间差Tgh(单位：s)满足以下条件：
Figure BDA0002823768180000161
其中dgh为监测设备g和h之间的电气距离，即最短电缆距离，v为电能信号在电网中的传播速度。σ(t)是根据国际标准时间对时钟准确度的要求所计算的偏差阈值，具体计算方式如下：
(1)A级：外部对时：±20ms σ(t)＝0.02
无外部对时：±1s/24h
Figure BDA0002823768180000162
(2)S级：±5s/24h
Figure BDA0002823768180000163
若第g个电能监测设备与其他监测设备之间的时间差均不满足上述条件，即可检测出该监测设备出现了时间同步异常情况。
图10为电能质量监测设备在电网上分布的示意图。当电网发生故障时，故障点产生的电压暂降信号开始沿着电网传播，并被监测设备n1，n2，n3和n4所捕获，然后对各个监测设备采样的电压波形数据进行上述的同源检测，即可得到同一电压暂降事件对应的不同检测设备电压暂降起始时刻，再根据相应的条件判别时间同步性。
实施例二
本实施例提供了一种时钟同步异常监测装置，用于对电网中各电能质量监测设备之间时钟同步异常进行监测。
参照图11，本实施例提供的时钟同步异常监测装置包括获取单元20、筛选单元22和确定单元24。
获取单元20用于获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；
筛选单元22用于从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；
确定单元24用于基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
本实施例提供的时钟同步异常监测装置与实施例一提供的时钟同步异常监测方法属于同一发明构思，关于时钟同步异常监测装置的具体内容请参见实施例一中相关的描述，在此不再赘述。
上述时钟同步异常监测装置，首先获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；然后从各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；最后基于各同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。无需比对大量的历史数据，也无需依赖人工检测，只需要根据电能质量监测设备实时记录的波形数据即可自动实现时钟同步异常的检测，具有良好的实时性和可靠性，监测效率高，智能化程度高。
实施例三
本申请实施例还提供了一种计算机设备，如图12所示，计算机设备包括存储器100以及处理器200。其中，存储器100和处理器200之间互相通信连接，可以通过总线或者其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。
处理器200可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器200还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器100作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的时钟同步异常监测方法对应的程序指令。处理器200通过运行存储在存储器100中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器200的各种功能应用以及数据处理，即实现时钟同步异常监测方法。
存储器100可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器200所创建的数据等。此外，存储器100可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器100可选包括相对于处理器200远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种时钟同步异常监测方法，其特征在于，用于对电网中各电能质量监测设备之间时钟同步异常进行监测，所述时钟同步异常监测方法包括：
获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；
从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，所述同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；
基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
2.根据权利要求1所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形的步骤包括：
当任意一个电能质量监测设备监测到符合预设条件的电压暂降事件，获取该时刻前后预设时长内其他电能质量监测设备所记录的电压暂降事件；
获取各所述电能质量监测设备监测到的电压暂降事件所对应的电压暂降波形，其中，所述电压暂降波形中包括ABC三相电压数据。
3.根据权利要求1所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
确定各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值；
筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果；
确定所述第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出所述暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果；
基于尺寸伸缩变换法对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换；
从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形。
4.根据权利要求3所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，在所述确定各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值的步骤中，采用下式获得各所述电压暂降波形中ABC三相电压的有效值：
Figure FDA0002823768170000021
其中，u(t)为电压暂降波形的连续周期信号，N为基波周期或半个基波周期内的采样点个数，Urms为ABC三相电压中任一相电压的有效值。
5.根据权利要求3所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述筛选出ABC三相电压有效值中A相电压有效值最小的电压暂降波形，生成第一波形筛选结果的步骤包括：
确定各电压暂降波形中ABC三相电压有效值中的最小值；
筛选出ABC三相电压有效值中的最小值是A相电压有效值的电压暂降波形，并形成第一波形筛选结果。
6.根据权利要求3所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述确定所述第一波形筛选结果中各电压暂降波形的暂降起止时间差，并筛选出所述暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果的步骤包括：
根据小波变换确定所述第一波形筛选结果中的各电压暂降波形的起止时刻；
根据各电压暂降波形的起止时刻确定各电压暂降波形的暂降起止时间差；
筛选出暂降起止时间差相同的电压暂降波形，并形成第二波形筛选结果。
7.根据权利要求3所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述基于尺寸伸缩变换法对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形进行伸缩变换的步骤包括：
对所述第二波形筛选结果中的各电压暂降波形对应的三相电压有效值进行综合标幺化处理，得到综合标幺化结果；
确定各综合标幺化结果中各电压暂降波形的三相电压有效值峰值；
比对各电压暂降波形的三相电压有效值峰值与基准波形电压有效值峰值，对各电压暂降波形的电压幅值进行伸缩变换；
所述从伸缩变换后的各电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形的步骤包括：
针对伸缩变换后的各电压暂降波形，计算每个采样点的波形电压值与基准波形电压值之间的欧式距离；
当所述欧式距离小于预设阈值，则判定为同源电压暂降波形。
8.根据权利要求1所述的时钟同步异常监测方法，其特征在于，所述基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常的步骤包括：
确定同源电压暂降波形中，每个电压暂降起始时刻与其他电压暂降起始时刻的时间差；
当与其他电压暂降起始时刻的时间差均不满足预设条件，则确定该电压暂降波形对应的电能质量监测设备的时钟同步异常。
9.一种时钟同步异常监测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取电网中各电能质量监测设备监测到的电压暂降波形；
筛选单元，用于从各所述电压暂降波形中筛选出同源电压暂降波形，所述同源电压暂降波形是由同一电网暂态扰动事件引起的电压暂降所对应的波形；
确定单元，用于基于各所述同源电压暂降波形的电压暂降起始时刻确定对应的各电能质量检测设备之间时钟是否同步异常。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的时钟同步异常监测方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113238890A (zh) * 2021-07-12 2021-08-10 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 基于动态记录数据的电流采样回路异常诊断方法及装置
CN113886183A (zh) * 2021-10-11 2022-01-04 国网河南省电力公司电力科学研究院 测算电压暂降事件发生时间的方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063895A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 富士通株式会社 时钟异常检测电路和时钟异常检测方法
WO2013163793A1 (en) * 2012-05-02 2013-11-07 Qualcomm Incorporated Automatic time and frequency synchronization over an asynchronous network
CN103888236A (zh) * 2014-03-24 2014-06-25 许继电气股份有限公司 一种适用于智能变电站中时钟同步的监测方法
CN103901321A (zh) * 2014-03-18 2014-07-02 清华大学 利用电能质量监测数据进行电网故障源定位的方法及电力系统
US20160146865A1 (en) * 2014-11-24 2016-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capture of power quality information at the time a device fails
CN107462764A (zh) * 2017-09-25 2017-12-12 南京灿能电力自动化股份有限公司 一种电压暂降检测与刻画的自动分段方法
CN107703342A (zh) * 2017-08-23 2018-02-16 安徽北斗易通信息技术有限公司 一种高精度暂态分析仪及其暂态算法
CN107819537A (zh) * 2017-09-22 2018-03-20 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于同步闭环监测的变电站自动化系统对时校验方法
CN108075437A (zh) * 2017-11-27 2018-05-25 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种基于小波变换的电压暂降源识别方法
CN108958092A (zh) * 2017-05-23 2018-12-07 青岛海尔洗衣机有限公司 时钟异常检测方法及装置、计算机可读存储介质、设备
CN110098884A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 慧与发展有限责任合伙企业 确定异常时钟
CN110519789A (zh) * 2019-08-02 2019-11-29 京信通信系统（中国）有限公司 性能检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112040539A (zh) * 2020-09-03 2020-12-04 广州视源电子科技股份有限公司 时钟同步方法、装置及存储介质

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063895A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 富士通株式会社 时钟异常检测电路和时钟异常检测方法
WO2013163793A1 (en) * 2012-05-02 2013-11-07 Qualcomm Incorporated Automatic time and frequency synchronization over an asynchronous network
CN103901321A (zh) * 2014-03-18 2014-07-02 清华大学 利用电能质量监测数据进行电网故障源定位的方法及电力系统
CN103888236A (zh) * 2014-03-24 2014-06-25 许继电气股份有限公司 一种适用于智能变电站中时钟同步的监测方法
US20160146865A1 (en) * 2014-11-24 2016-05-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capture of power quality information at the time a device fails
CN108958092A (zh) * 2017-05-23 2018-12-07 青岛海尔洗衣机有限公司 时钟异常检测方法及装置、计算机可读存储介质、设备
CN107703342A (zh) * 2017-08-23 2018-02-16 安徽北斗易通信息技术有限公司 一种高精度暂态分析仪及其暂态算法
CN107819537A (zh) * 2017-09-22 2018-03-20 国电南瑞科技股份有限公司 一种基于同步闭环监测的变电站自动化系统对时校验方法
CN107462764A (zh) * 2017-09-25 2017-12-12 南京灿能电力自动化股份有限公司 一种电压暂降检测与刻画的自动分段方法
CN108075437A (zh) * 2017-11-27 2018-05-25 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种基于小波变换的电压暂降源识别方法
CN110098884A (zh) * 2018-01-31 2019-08-06 慧与发展有限责任合伙企业 确定异常时钟
EP3522623A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-07 Hewlett-Packard Enterprise Development LP Determine abnormal clock
CN110519789A (zh) * 2019-08-02 2019-11-29 京信通信系统（中国）有限公司 性能检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN112040539A (zh) * 2020-09-03 2020-12-04 广州视源电子科技股份有限公司 时钟同步方法、装置及存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
兰惠: "时钟同步系统在宁夏电力的推广应用", 《电力系统通信》 *
成俊明等: "时钟标记在SDH同步网络中的设置方法", 《电力系统通信》 *
肖先勇 等: "基于Wasserstein距离的多电压暂降事件同源检测方法", 《电网技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113238890A (zh) * 2021-07-12 2021-08-10 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 基于动态记录数据的电流采样回路异常诊断方法及装置
CN113238890B (zh) * 2021-07-12 2021-11-19 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 基于动态记录数据的电流采样回路异常诊断方法及装置
CN113886183A (zh) * 2021-10-11 2022-01-04 国网河南省电力公司电力科学研究院 测算电压暂降事件发生时间的方法
CN113886183B (zh) * 2021-10-11 2023-11-21 国网河南省电力公司电力科学研究院 测算电压暂降事件发生时间的方法

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