CN114124300B - 一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质，用于解决现有的换流阀系统数据处理能力较弱的技术问题。本发明包括：数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元和CPU运算单元；所述数据采集单元，用于采集通信数据，并将所述通信数据发送至所述数据组织分类单元；所述数据组织分类单元，用于将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；所述数据发送单元用于将所述缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中。

Description

一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及换流阀技术领域，尤其涉及一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质。

背景技术

柔性直流输电技术是一种系统规模庞大、控制算法复杂的新型直流输电技术，在光伏发电、风力发电、水利发电等新能源并网以及特高压交流电网异步互联、孤岛供电、多端互联等领域有着广泛的应用，该技术对智能电网、节能减排等国家战略布局提供重要支持，而MMC(Modular Multilevel Converter，模块化多电平换流器)以其模块化的结构、谐波含量低、运行效率高等优点在柔性直流输电领域获得了广泛应用。

MMC换流阀专家系统是一种实时监控换流阀每个功率模块和阀控系统健康状态的装置，随着MMC柔性直流输电技术的不断发展，电压等级越来越高，换流单元的功率模块数量也随之增加到数千级功率模块的规模，功率模块智能化程度越来越高，需要收集和处理阀控制器发来的各种数据信息，数据来源有多个不同通信接口，每个接口有不同分辨率的数据，包括功率模块电容电压、IGBT导通状态、桥臂电流等高分辨率数据，以及温度、光功率等分辨率要求较低的数据。这就使得换流阀专家系统需要处理的数据复杂度和数据量一再提高，现有的数据处理方法已经不能满足MMC换流阀专家系统的要求。

发明内容

本发明提供了一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质，用于解决现有的换流阀系统数据处理能力较弱的技术问题。

本发明提供的一种换流阀系统，包括：

数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元和CPU运算单元；

所述数据采集单元，用于采集通信数据，并将所述通信数据发送至所述数据组织分类单元；

所述数据组织分类单元，用于将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；

所述数据发送单元用于将所述缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中。

可选地，所述数据采集单元包括高速通信通道和低速通信通道；所述高速通信通道用于采集高分辨率数据帧和低分辨率数据帧；所述低速通信通道用于采集组合数据帧。

可选地，所述高分辨率数据帧包括第一帧头、第一有效数据长度、第一有效数据载荷和第一校验码；所述低分辨率数据帧包括第二帧头、第一帧计数、第一起始结束标识、第二有效数据长度、第二有效数据载荷和第二校验码。

可选地，所述组合数据帧包括第三帧头、高分辨率数据字段、低分辨率数据字段和第三校验码；所述低分辨率字段包括第二帧计数、第二起始结束标识、第三有效数据长度和第三有效数据载荷。

可选地，所述数据组织分类单元用于将所述通信数据分类为高分辨率数据和低分辨率数据，并将所述高分辨率数据存入高分辨率数据缓存，将所述低分辨率数据存入低分辨率数据缓存。

可选地，所述高分辨率数据包括所述高分辨率数据帧和/或所述高分辨率字段；所述低分辨率数据包括所述低分辨率帧和/或所述低分辨率字段。

可选地，所述数据发送单元具体用于采用乒乓操作将缓存中的通信数据发送中所述CPU运行单元的预设内存中。

本发明还提供了一种数据处理方法，应用于换流阀系统，所述换流阀系统包括数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元、CPU运算单元；所述方法包括：

通过数据采集单元采集通信数据，并将所述通信数据发送至数据组织分类单元；

通过所述数据组织分类单元将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；

通过所述数据发送单元将所述预设缓存中的通信数据发送至所述CPU运行单元的预设内存中。

本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上所述的数据处理方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上所述的数据处理方法。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明提供了一种换流阀系统，包括数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元和CPU运算单元；数据采集单元，用于采集通信数据，并将通信数据发送至数据组织分类单元；数据组织分类单元，用于将通信数据进行分类，并根据分类结果将通信数据分别存入对应的缓存中；数据发送单元用于将缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中。通过本发明，提高了换流阀系统的数据处理能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种换流阀系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的高速通信通道数据帧原理图；

图3为本发明实施例提供的低速通信通道数据帧原理图；

图4为本发明实施例提供的高速通信通道和低速通信通道的数据组织分类缓存原理图；

图5为本发明实施例提供的数据发送单元与CPU运算单元之间通信的乒乓操作原理图；

图6为本发明实施例提供的一种数据处理方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种换流阀系统、数据处理方法、电子设备及存储介质，用于解决现有的换流阀系统数据处理能力较弱的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种换流阀系统的结构框图。

本发明提供的一种换流阀系统，具体可以包括：

数据采集单元101、数据组织分类单元102、数据发送单元103和CPU运算单元104；

所述数据采集单元101，用于采集通信数据，并将所述通信数据发送至所述数据组织分类单元102；

所述数据组织分类单元102，用于将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；

所述数据发送单元103用于将所述缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中。

在本发明实施例中，所述数据采集单元101包括高速通信通道和低速通信通道；所述高速通信通道用于采集高分辨率数据帧和低分辨率数据帧；所述低速通信通道用于采集组合数据帧。

在具体应用中，所述高速通信通道和是低速通信通道数据传输周期相同；所述高速通信通道接收较多的高分辨率数据和大量低分辨率数据；所述低速通信通道采集少量高分辨率数据和较多低分辨率数据；该高速通信通道高分辨率数据和低速通信通道的高分辨率数据的分辨率相同；高速通信通道低分辨率数据和低速通信通道的低分辨率数据的分辨率相同。

在本发明实施例中，所述高分辨率数据帧包括第一帧头、第一有效数据长度、第一有效数据载荷和第一校验码；所述低分辨率数据帧包括第二帧头、第一帧计数、第一起始结束标识、第二有效数据长度、第二有效数据载荷和第二校验码。

在一个示例中，如图2所示，高速通信通道一个数据传输周期采集一个高分辨率数据帧和一个低分辨率数据帧；高分辨率数据帧由第一帧头、第一有效数据长度、第一有效数据载荷和第一校验码组成。高分辨率数据帧一次传输周期采集一个采样点高分辨率数据。第一有效数据长度表示当前高分辨率数据帧的有效数据载荷字节数。低分辨率数据帧包含第二帧头、第一帧计数、第一起始结束标识、第二有效数据长度、第二有效数据载荷和第二校验码；低分辨率数据帧数个传输周期传输一个采样点的低分辨率数据。低分辨率数据帧的第一帧计数，为一个低分辨率采样点数据的传输周期计数。低分辨率数据帧的第一起始结束标识指示当前低分辨率数据帧为起始帧时，表征采集到了一个采样点低分辨率数据的第一帧，此时第一帧计数为1；低分辨率数据帧的起始结束标识指示当前帧为结束帧时，表示当前低分辨率数据帧为一个采样点低分辨数据的最后一帧，表征已采集了一个完整的低分辨率数据采样点。第二有效数据长度表示当前低分辨率数据帧的有效数据载荷字节数。

在本发明实施例中，所述组合数据帧包括第三帧头、高分辨率数据字段、低分辨率数据字段和第三校验码；所述低分辨率字段包括第二帧计数、第二起始结束标识、第三有效数据长度和第三有效数据载荷。

在实际应用中，如图3所示，低速通信通道一个数据传输周期采集组合数据帧；包括第三帧头、高分辨率数据字段、低分辨率数据字段和第三校验码；其中，高分辨率数据字段，包括了第三有效数据载荷，为固定数据内容，数据长度较小，每个传输周期即是一个采样点。低分辨率字段可以包括第二帧计数、第二起始结束标识、第三有效数据长度和第三有效数据载荷。低分辨率数据字段的第三有效数据长度，指示该组合数据帧的低分辨率有效数据载荷的字节数；低分辨率数据字段的第二起始结束标识分为起始字符和结束字符，分别标识于不同的数据传输周期中，数个传输周期完成一个采样点的数据传输。

在本发明实施例中，所述数据组织分类单元102用于将所述通信数据分类为高分辨率数据和低分辨率数据，并将所述高分辨率数据存入高分辨率数据缓存，将所述低分辨率数据存入低分辨率数据缓存。所述高分辨率数据包括所述高分辨率数据帧和/或所述高分辨率字段；所述低分辨率数据包括所述低分辨率帧和/或所述低分辨率字段。

在实际应用中，如图4所示，数据组织分类单元102可以将高速通信通道采集的高分辨率数据和低速通信通道的高分辨率数据存在高分辨率数据缓存；该高分辨率数据缓存，存储一个采样点的高分辨率数据；此外，数据组织分类单元102还将高速通信通道采集的低分辨率数据和低速通信通道采集的低分辨率数据存入低分辨率数据缓存中。高速通信通道低分辨率数据根据第一帧计数存入对应的缓存数据块中，低速通信通道低分辨率数据根据第二帧计数存入对应缓存数据块中。低分辨率数据缓存，存储一个采样点的低分辨率数据，且经过数个传输周期存满一个采样点数据。

在本发明实施例中，所述数据发送单元103具体用于采用乒乓操作将缓存中的通信数据发送中所述CPU运行单元的预设内存中。

数据发送单元103可以将缓存的高分辨率数据和低分辨率数据通过DMA(直接存储器访问)的方式存入CPU运算单元104的DDR3内存中。

CPU运算单元104，可以完成高分辨率数据和低分辨率数据的运算，且运算循环往复；其中，高分辨率数据的运算，一个运算周期需要20000个采样点的数据；低分辨率数据的运算，一个运算周期需要1个采样点的数据；CPU运算单元104分别对高分辨率数据和低分辨率数据进行相关运算处理。高分辨率数据运算周期较低分辨率数据运算周期长。

在实际应用中，如图5所示，数据发送单元103与CPU运算单元104之间的高、低分辨率数据的传输可以采用乒乓操作。其中，高分辨率的乒乓操作，CPU在DDR3内存中开辟两个高分辨率数据缓存，当CPU正采用缓存1数据运算时数据发送单元103将高分辨率数据写入缓存2，当CPU正采用缓存2中的数据进行运算时，数据发送单元103将高分辨率数据写入缓存1，依次循环往复。同理，低分辨率数据的乒乓操作亦是如此。

本发明提供了一种换流阀系统，包括数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元和CPU运算单元；数据采集单元，用于采集通信数据，并将通信数据发送至数据组织分类单元；数据组织分类单元，用于将通信数据进行分类，并根据分类结果将通信数据分别存入对应的缓存中；数据发送单元用于将缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中。通过本发明，提高了换流阀系统的数据处理能力。

请参阅图6，图6为本发明实施例提供一种数据处理方法的步骤流程图。

本发明实施例提供了一种数据处理方法，应用于换流阀系统，所述换流阀系统包括数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元、CPU运算单元；所述方法包括：

步骤601，通过数据采集单元采集通信数据，并将所述通信数据发送至数据组织分类单元；

步骤602，通过所述数据组织分类单元将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；

步骤603，通过所述数据发送单元将所述预设缓存中的通信数据发送至所述CPU运行单元的预设内存中。

本发明实施例还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行本发明实施例所述的数据处理方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行本发明实施例所述的数据处理方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种换流阀系统，其特征在于，包括：

数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元和CPU运算单元；

所述数据采集单元，用于采集通信数据，并将所述通信数据发送至所述数据组织分类单元；

所述数据组织分类单元，用于将所述通信数据进行分类，并根据分类结果将所述通信数据分别存入对应的缓存中；

所述数据发送单元用于将所述缓存中的通信数据发送至CPU运行单元的预设内存中；

其中，所述数据采集单元包括高速通信通道和低速通信通道；所述高速通信通道用于采集高分辨率数据帧和低分辨率数据帧；所述低速通信通道用于采集组合数据帧；高分辨率数据帧一次传输周期采集一个采样点高分辨率数据；低分辨率数据帧数个传输周期传输一个采样点的低分辨率数据；

其中，所述组合数据帧包括第三帧头、高分辨率数据字段、低分辨率数据字段和第三校验码；所述低分辨率数据字段包括第二帧计数、第二起始结束标识、第三有效数据长度和第三有效数据载荷；

其中，所述数据组织分类单元用于将所述通信数据分类为高分辨率数据和低分辨率数据，并将所述高分辨率数据存入高分辨率数据缓存，将所述低分辨率数据存入低分辨率数据缓存；所述高分辨率数据为所述高分辨率数据帧和/或所述高分辨率数据字段；所述低分辨率数据为所述低分辨率数据帧和/或所述低分辨率数据字段；所述高分辨率数据包括功率模块电容电压、IGBT导通状态、桥臂电流；所述低分辨率数据包括温度、光功率。

2.根据权利要求1所述的换流阀系统，其特征在于，所述高分辨率数据帧包括第一帧头、第一有效数据长度、第一有效数据载荷和第一校验码；所述低分辨率数据帧包括第二帧头、第一帧计数、第一起始结束标识、第二有效数据长度、第二有效数据载荷和第二校验码。

3.根据权利要求1所述的换流阀系统，其特征在于，所述数据发送单元具体用于采用乒乓操作将缓存中的通信数据发送中所述CPU运行单元的预设内存中。

4.一种数据处理方法，其特征在于，应用于换流阀系统，所述换流阀系统包括数据采集单元、数据组织分类单元、数据发送单元、CPU运算单元；所述方法包括：

通过数据采集单元采集通信数据，并将所述通信数据发送至数据组织分类单元；

通过所述数据组织分类单元将所述通信数据分类为高分辨率数据和低分辨率数据，并将所述高分辨率数据存入高分辨率数据缓存，将所述低分辨率数据存入低分辨率数据缓存；

通过所述数据发送单元将所述预设缓存中的通信数据发送至所述CPU运行单元的预设内存中；

其中，所述数据采集单元包括高速通信通道和低速通信通道；所述高速通信通道用于采集高分辨率数据帧和低分辨率数据帧；所述低速通信通道用于采集组合数据帧；高分辨率数据帧一次传输周期采集一个采样点高分辨率数据；低分辨率数据帧数个传输周期传输一个采样点的低分辨率数据；

其中，所述组合数据帧包括第三帧头、高分辨率数据字段、低分辨率数据字段和第三校验码；所述低分辨率数据字段包括第二帧计数、第二起始结束标识、第三有效数据长度和第三有效数据载荷；所述高分辨率数据为所述高分辨率数据帧和/或所述高分辨率数据字段；所述低分辨率数据为所述低分辨率数据帧和/或所述低分辨率数据字段；所述高分辨率数据包括功率模块电容电压、IGBT导通状态、桥臂电流；所述低分辨率数据包括温度、光功率。

5.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求4所述的数据处理方法。

6.一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用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求4所述的数据处理方法。