CN114362373B - 一种智能变电站采样自适应同步方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能变电站采样自适应同步方法及系统，本发明根据对时正常的卫星同步装置秒脉冲，修正继电保护装置本地数字锁相环时钟，采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻，基于修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，实现了数字采样同步。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站采样自适应同步方法及系统，属于智能变电站数字化继电保护技术领域。
背景技术
智能变电站已经成为现在较为主流的变电站，智能变电站采用IEC61850通信标准，将变电站信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化，即将设备信号采集、交换、传输的模拟交流量、开关量、控制命令等转化为数字信号，智能变电站应用数字化采样实现了信号的光纤化、共享化，有效解决了电缆多点接地隐患、电流二次开路和电压二次断路的危险、传输损耗等问题，通过分层、分布式通信网络传输，实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化；但与此同时，也带来了数字采样同步的问题。
发明内容
本发明提供了一种智能变电站采样自适应同步方法及系统，解决了数字采样同步的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种智能变电站采样自适应同步方法，包括：
接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲；
接收合并单元发送的采样报文；
根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。还包括对插值同步后的采样报文数据进行备份。
还包括卫星同步装置对时不正常、且存在备份采样报文数据时的步骤，该步骤包括：
若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
还包括卫星同步装置对时不正常、且不存在备份采样报文数据时的步骤，该步骤包括：
采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据
一种智能变电站采样自适应同步系统，包括：
脉冲接收模块：接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲；
报文接收模块：接收合并单元发送的采样报文；
锁相环时钟修正模块：根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
第一记录预测模块：采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第一抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
第一插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
还包括备份模块，备份模块：对插值同步后的采样报文数据进行备份。
还包括备份使用模块，备份使用模块：若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
还包括重新生成模块，重新生成模块包括：
第二记录预测模块：采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第二抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
第二插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行智能变电站采样自适应同步方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行智能变电站采样自适应同步方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明根据对时正常的卫星同步装置秒脉冲，修正继电保护装置本地数字锁相环时钟，采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻，基于修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，实现了数字采样同步。
附图说明
图1为系统的结构图；
图2为智能变电站采样自适应同步方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图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。
一种智能变电站采样自适应同步方法，包括以下步骤：
步骤1，接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲，接收合并单元发送的采样报文；
步骤2，根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
步骤3，采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
步骤4，根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
步骤5，根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
上述方法根据对时正常的卫星同步装置秒脉冲，修正继电保护装置本地数字锁相环时钟，采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻，基于修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，实现了数字采样同步。
如图1所示，系统包括能接收秒脉冲同步的合并单元、具备报文存储转发时延可测的交换机、可接受同步秒脉冲的继电保护装置，上述方法实施在继电保护装置中。当卫星同步装置对时正常时，合并单元和几点保护装置均接收卫星同步装置秒脉冲，当卫星同步装置对时不正常时，卫星同步装置不发出秒脉冲。
在卫星同步装置对时正常时，即继电保护装置能接收卫星同步装置秒脉冲的情况下，先对卫星同步装置秒脉冲进程采样，根据采样的卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟，然后采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并预测下一帧采样报文抵达时刻，这里预测的下一帧采样报文抵达时刻，主要用以修正下一帧采样报文抵达时刻所用，而本帧采样报文抵达时刻采样上一次预测的采样报文抵达时刻修正，最后根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据，用作继电保护。
这些插值同步后的采样报文数据会进行备份，以备卫星同步装置对时不正常时使用。
当卫星同步装置对时不正常、且存在备份采样报文数据时时，即若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
当卫星同步装置对时不正常、且不存在备份时，需要重新生成同步数据，其过程与正常时的类似，具体如下：
11）采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
12）根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
13）根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据
综上，智能变电站采样自适应同步方法的具体流程如图2所示，包括：
1）若卫星同步装置对时正常，转至2），否则转至9）；
2）接收并采样对时正常的卫星同步装置秒脉冲；
4）根据采样的卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
5）采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
6）根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
7）根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步；
8）备份插值同步后的采样报文，用插值同步后的采样报文数据进行继电保护计算；
9）若存在备份，转至10），若不存在备份，转至11）；
10）采用备份采样报文数据进行继电保护计算；
11）采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
12）根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
13）根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，用插值同步后的采样报文数据进行继电保护计算。
上述方法在卫星同步装置正常情况下采用秒脉冲同步采样，在卫星同步装置异常时无缝切换到插值同步的方式，降低了变电站数字采样组网复杂度的同时，提高了变电站数字采样同步的可靠性和适应性，具有良好的应用前景。
基于相同的技术方案，本发明还公开了上述方法的软件系统，即一种智能变电站采样自适应同步系统，包括：
脉冲接收模块：接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲；
报文接收模块：接收合并单元发送的采样报文；
锁相环时钟修正模块：根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
第一记录预测模块：采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第一抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
第一插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
备份模块：对插值同步后的采样报文数据进行备份。
备份使用模块：若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
重新生成模块包括：
第二记录预测模块：采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第二抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
第二插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
基于相同的技术方案，本发明还公开了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行智能变电站采样自适应同步方法。
基于相同的技术方案，本发明还公开了一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行智能变电站采样自适应同步方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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设备上，使得在计算机或其他可编程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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种智能变电站采样自适应同步方法，其特征在于，所述方法实施在继电保护装置中，包括：
接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲；
接收合并单元发送的采样报文；
根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站采样自适应同步方法，其特征在于，还包括对插值同步后的采样报文数据进行备份。
3.根据权利要求2所述的一种智能变电站采样自适应同步方法，其特征在于，还包括卫星同步装置对时不正常、且存在备份采样报文数据时的步骤，该步骤包括：
若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
4.根据权利要求2所述的一种智能变电站采样自适应同步方法，其特征在于，还包括卫星同步装置对时不正常、且不存在备份采样报文数据时的步骤，该步骤包括：
采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
5.一种智能变电站采样自适应同步系统，其特征在于，所述系统实施在继电保护装置中，包括：
脉冲接收模块：接收对时正常的卫星同步装置的秒脉冲；
报文接收模块：接收合并单元发送的采样报文；
锁相环时钟修正模块：根据卫星同步装置秒脉冲，修正本地数字锁相环时钟；
第一记录预测模块：采用修正后的本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第一抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；其中，上一次预测的采样报文抵达时刻为根据上一帧采样报文抵达时刻预测的本帧采样报文抵达时刻；
第一插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
6.根据权利要求5所述的一种智能变电站采样自适应同步系统，其特征在于，还包括备份模块，备份模块：对插值同步后的采样报文数据进行备份。
7.根据权利要求6所述的一种智能变电站采样自适应同步系统，其特征在于，还包括备份使用模块，备份使用模块：若未接收到卫星同步装置秒脉冲、且存在备份采样报文数据，将备份采样报文数据作为继电保护计算数据。
8.根据权利要求6所述的一种智能变电站采样自适应同步系统，其特征在于，还包括重新生成模块，重新生成模块包括：
第二记录预测模块：采用本地数字锁相环时钟，记录本帧采样报文抵达时刻，并根据本帧采样报文抵达时刻，预测下一帧采样报文抵达时刻；
第二抵达时刻修正模块：根据上一次预测的采样报文抵达时刻，修正本帧采样报文抵达时刻；
第二插值同步模块：根据修正后的本帧采样报文抵达时刻以及本帧采样报文中携带的延时，进行采样报文插值同步，将插值同步后的采样报文数据作为继电保护计算数据。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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