CN113381970B - 一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统 - Google Patents

一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，包括链路通信模块、规约解析模块、动态数据处理模块、链路数据缓存区、基波动态数据缓存区和谐波动态数据缓存区，链路通信模块用于将各厂站端宽频测量装置采集的宽频测量数据通过管理管道、数据管道和文件管道写入链路数据缓存区，规约解析模块用于解析原始报文数据，识别基波、谐波、间谐波动态数据，基波动态数据缓存区用于按一定结构存储基波动态数据，谐波动态数据缓存区用于按一定结构存储谐波动态数据，动态数据处理模块用于将基波和谐波数据提交到时序数据库。本发明实现对基波、谐波、间谐波等厂站端宽频测量数据的高速采集与处理，为广域宽频测量主站提供稳定、可靠的数据来源。

Description

一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统
技术领域
本发明涉及电力系统广域宽频测量技术领域，特别是涉及一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统。
背景技术
随着分布式能源大量接入电网和电力电子技术在电网中的广泛应用，电网谐波和间谐波振荡、次同步振荡等扰动现象发生更加频繁。谐波是基波频率的整数倍周期性正弦波电气分量，间谐波是频率为基波频率的非整数倍周期性正弦波电气分量，谐波、间谐波振荡的存在严重威胁着电力系统的安全运行。现有WAMS（Wide Area Measurement System,广域测量系统）主站只采集PMU（Phasor Measurement Unit,同步相量测量）装置的基波向量数据，无法满足谐波、间谐波数据的采集需求。
发明内容
本发明提供一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，解决现有WAMS主站无法采集、处理谐波、间谐波数据的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，包括：链路通信模块、规约解析模块、动态数据处理模块、链路数据缓存区、基波动态数据缓存区和谐波动态数据缓存区；
所述链路数据缓存区与链路通信模块和规约解析模块相连，所述基波动态数据缓存区、谐波动态数据缓存区均与规约解析模块和动态数据处理模块相连；
所述链路通信模块用于建立与各厂站端宽频测量装置通信链接，接收链路数据缓存区发送的规约解析模块下发的操作命令，以及接收各厂站端宽频测量装置采集的数据；
所述链路数据缓存区用于存储链路通信模块发送的各厂站端宽频测量装置采集的数据，以及存储规约解析模块下发的操作指令；
所述规约解析模块用于解析链路数据缓存区下发的原始报文数据，将得到的基波动态数据写入基波动态数据缓存区，将得到的谐波、间谐波动态数据写入谐波动态数据缓存区；
所述基波动态数据缓存区用于按照厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号的层级结构存储基波动态数据；
所述谐波动态数据缓存区用于按照厂站序号-装置序号-谐波次数-测点类型-测点序号的层级结构存储谐波动态数据和间谐波动态数据；
所述动态数据处理模块用于将基波动态数据缓存区中存储的基波动态数据和谐波动态数据缓存区存储的谐波、间谐动态波数据依次提交存储到时序数据库中。
进一步的，所述链路通信模块具体用于，
建立与各厂站端宽频测量装置的管理管道、数据管道和文件管道的通信链接。
进一步的，所述链路通信模块具体用于，
将规约解析模块下发到链路数据缓存区的操作命令通过管理管道发送至各厂站端宽频测量装置，
以及将各厂站端宽频测量装置采集的宽频测量数据通过数据管道存入链路数据缓存区。
进一步的，所述规约解析模块具体用于，
按照宽频信号传输协议，解析链路数据缓存区下发的原始报文数据，根据规范定义的数据帧类型区分是基波动态数据还是谐波、间谐波动态数据。
进一步的，所述基波动态数据，谐波、间谐波动态数据为环形缓存结构；
所述环形缓存结构中定义多个元素item和两个索引写索引W和读索引R，
item是某时刻写入该环的基波数据，写索引W对应写入位置，读索引R对应读取位置。
进一步的，所述环形缓存结构中，写入数据时，先确保环没满，然后把数据复制到写索引W所对应的元素，最后写索引W指向下一个元素
读取数据时，先确保环没空，然后返回读索引R对应的元素，最后读索引R指向下一个元素。
进一步的，所述动态数据处理模块具体用于，
按照厂站序号、装置序号、测点类型、测点序号循环遍历主站端的所有测点，根据厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号定位到相应的基波动态数据或者谐波动态数据的存储位置，根据读索引R找到环中对应的数据，提交给时序库。
本发明的有益效果是：
本发明采用简单而清晰的分层架构能够有效降低数据采集、处理及存储之间的耦合度，可实现主站端基波、谐波、间谐波等宽频测量数据的高速采集与处理，为广域宽频测量主站提供稳定、可靠的数据来源。
附图说明
图1为本发明的主站端宽频测量前置数据采集处理系统结构示意图；
图2为基波动态数据和谐波动态数据结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，参见图1，包括：链路通信模块S1、规约解析模块S3、动态数据处理模块S6、链路数据缓存区S2、基波动态数据缓存区S4和谐波动态数据缓存区S5。
所述的链路数据缓存区S2与链路通信模块S1和规约解析模块S3相连，所述基波动态数据缓存区S4、谐波动态数据缓存区S5均与规约解析模块S3和动态数据处理模块S6相连。
链路通信模块S1：建立与各厂站端宽频测量装置的管理管道、数据管道和文件管道的通信链接，将规约解析模块S3下发到链路数据缓存区S2的操作命令（比如打开实时数据、关闭实时数据、系统复位等）通过管理管道发送至各厂站端宽频测量装置，将各厂站端宽频测量装置采集的宽频测量数据通过数据管道存入链路数据缓存区S2。
链路数据缓存区S2：存储链路通信模块S1发送的各厂站端宽频测量装置的管理管道、数据管道、文件管道的原始报文数据，以及规约解析模块S3下发的操作指令。
规约解析模块S3：按照宽频信号传输协议，解析链路数据缓存区S2中的原始报文数据，根据规范定义的数据帧类型区分是基波动态数据还是谐波、间谐波动态数据，将得到的基波动态数据写入基波动态数据缓存区S4，将得到的谐波、间谐波动态数据写入谐波动态数据缓存区S5。
基波动态数据缓存区S4：按照厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号的层级结构存储基波动态数据，索引数据时根据厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号直接定位到相应的基波动态数据存储位置。
具体地，基波动态数据是一种环形缓存结构，参见图2，可定义多个元素item和两个索引写索引W和读索引R，item是某时刻写入该环的基波数据，写索引W对应写入位置，读索引R对应读取位置。写入时，先确保环没满，然后把数据复制到写索引W所对应的元素，最后写索引W指向下一个元素。读取时，先确保环没空，然后返回读索引R对应的元素，最后读索引R指向下一个元素。
具体地，厂站序号、装置序号是在主站端配置某厂站、某宽频测量装置时自定义的，厂站序号保证主站系统内唯一，装置序号保证厂站内唯一。测点类型、测点序号是规约解析模块S3按照宽频信号传输协议从基波动态数据的原始报文解析得到的。
谐波动态数据缓存区S5：按照厂站序号-装置序号-谐波次数-测点类型-测点序号的层级结构存储谐波动态数据和间谐波动态数据，索引数据时根据厂站序号-装置序号-谐波次数-测点类型-测点序号直接定位到相应的谐波或间谐波动态数据存储位置。
具体地，谐波动态数据结构同基波动态数据结构相同。
具体地，厂站序号、装置序号是在主站端配置某厂站、某宽频测量装置时自定义的。谐波次数、测点类型、测点序号是规约解析模块S3按照宽频信号传输协议从谐波动态数据的原始报文解析得到的。
动态数据处理模块S6：将基波动态数据缓存区S4中存储的基波动态数据和谐波动态数据缓存区S5存储的谐波、间谐动态波数据依次提交存储到时序数据库中，供高级应用查询分析使用。
具体地，动态数据处理模块按照厂站序号、装置序号、测点类型、测点序号循环遍历主站端的所有测点，根据厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号定位到相应的基波动态数据或者谐波动态数据的存储位置，根据读索引R找到环中对应的数据，提交给时序库。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，其特征在于，包括：链路通信模块、规约解析模块、动态数据处理模块、链路数据缓存区、基波动态数据缓存区和谐波动态数据缓存区；
所述链路数据缓存区与链路通信模块和规约解析模块相连，所述基波动态数据缓存区、谐波动态数据缓存区均与规约解析模块和动态数据处理模块相连；
所述链路通信模块用于建立与各厂站端宽频测量装置通信链接，接收链路数据缓存区发送的规约解析模块下发的操作命令，以及接收各厂站端宽频测量装置采集的数据；
所述链路数据缓存区用于存储链路通信模块发送的各厂站端宽频测量装置采集的数据，以及存储规约解析模块下发的操作指令；
所述规约解析模块用于解析链路数据缓存区下发的原始报文数据，将得到的基波动态数据写入基波动态数据缓存区，将得到的谐波、间谐波动态数据写入谐波动态数据缓存区；
所述基波动态数据缓存区用于按照厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号的层级结构存储基波动态数据；
所述谐波动态数据缓存区用于按照厂站序号-装置序号-谐波次数-测点类型-测点序号的层级结构存储谐波动态数据和间谐波动态数据；
所述基波动态数据，谐波、间谐波动态数据为环形缓存结构；所述环形缓存结构中定义多个元素item和两个索引写索引W和读索引R，item是某时刻写入该环的基波数据，写索引W对应写入位置，读索引R对应读取位置；
所述动态数据处理模块用于将基波动态数据缓存区中存储的基波动态数据和谐波动态数据缓存区存储的谐波、间谐动态波数据依次提交存储到时序数据库中，具体为，按照厂站序号、装置序号、测点类型、测点序号循环遍历主站端的所有测点，根据厂站序号-装置序号-测点类型-测点序号定位到相应的基波动态数据或者谐波动态数据的存储位置，根据读索引R找到环中对应的数据，提交给时序库。
2.根据权利要求1所述的一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，其特征在于，所述链路通信模块具体用于，
建立与各厂站端宽频测量装置的管理管道、数据管道和文件管道的通信链接。
3.根据权利要求2所述的一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，其特征在于，所述链路通信模块具体用于，
将规约解析模块下发到链路数据缓存区的操作命令通过管理管道发送至各厂站端宽频测量装置，
以及将各厂站端宽频测量装置采集的宽频测量数据通过数据管道存入链路数据缓存区。
4.根据权利要求1所述的一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，其特征在于，所述规约解析模块具体用于，
按照宽频信号传输协议，解析链路数据缓存区下发的原始报文数据，根据规范定义的数据帧类型区分是基波动态数据还是谐波、间谐波动态数据。
5.根据权利要求1所述的一种主站端宽频测量前置数据采集处理系统，其特征在于，所述环形缓存结构中，写入数据时，先确保环没满，然后把数据复制到写索引W所对应的元素，最后写索引W指向下一个元素；
读取数据时，先确保环没空，然后返回读索引R对应的元素，最后读索引R指向下一个元素。
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