CN114567414B - 多频测量数据自适应传输方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多频测量数据自适应传输方法、系统、设备及存储介质，方法包括：基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。该方法有效的减少主子站多频测量数据传输流量，能够比较好的适应现有调度数据网的带宽特点，避免大量实时数据传输给主站造成网络拥塞，由于数据量大导致了主子站数据传输出现闪断的现象。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别涉及一种多频测量数据自适应传输方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
随着新能源、直流输电、交流柔性输电相关的电力电子设备广泛应用于电网的各个环节，其带来的谐波、间谐波、次同步振荡等非工频电气量也日益增多，危及电网的安全稳定运行。传统量测装置对于非工频电气量反应能力弱，在波形畸变时测量准确度下降，已难以满足现代电网运行监视需求。当前，针对电网电力电子化的宽频域多频的测量技术研究与应用已在行业开展，2019年国网首批智慧站试点了宽频域多频测量装置。
宽频域多频测量数据涵盖2500Hz范围内所有谐波、间谐波、次超同步等信号，频率分辨率不低于1Hz，比现有仅关注工频信号的数据量至少扩大3倍以上。已部署的宽频域多频测量装置实现了数据的测量与传输主站，然而主站全部存储与分析全部多频数据资源存在压力，但现有装置尚未对宽频域多频段数据进行就地存储、处理和分析；同时多频的测量数据通过调度数据网传输给主站，一般与现有远动、PMU等业务数据采用共同的数据网络，受限于调度数据网2Mbit/s的带宽限制，大量实时数据传输给主站容易造成网络拥塞，例如某地由于数据量大导致了主子站数据传输出现闪断现象。因此亟需研究站域的宽频域多频测量数据自适应传输方法。
针对上述背景，借鉴边缘计算的理念，在站域处理单元中实现宽频域多频数据就地存储与预处理，根据电网运行状态实现主子站数据自适应传输，即在电网平稳运行状态下主子站传输少量基本多频测量数据，在电网扰动运行状态下主子站传输高密度全部多频测量数据，能够比较好的实现宽频域多频数据边缘分析与满足主子站数据传输要求。
文献《电网宽频振荡实时监测技术方案》(电力系统自动化，2021，45(11)：152-159)。分析了广域测量系统监测技术在振荡监测存在的问题和局限，提出电网宽频域振荡实时监测技术方案。论述了振荡实时监测的总体架构和关键技术，从高频采集及滤波、宽频信号分类处理分析、振荡告警及长录波等方面进行了分析，并对宽频振荡实时测量的效果进行了仿真验证，验证了所提方案的可行性。
文献《多功能宽频测量装置的设计与实现》(电力系统自动化，2020,44(20)：136-141)针对电力电子化电网电气量的宽频特征，设计了多功能宽频测量装置。基于高速同步采样优化，该装置集成宽频振荡检测、同步相量测量和宽频(间)谐波测量等功能。该装置综合运用暂态量、相量、有效值等算法模型，可提高对于不同信号结构宽频电气量的监测能力，兼顾平稳和非平稳工况，实现0～2500Hz范围内工频、非工频分量和振荡功率的全面检测，为宽频电气量的产生机理、传播路径、分析控制等研究提供针对性的数据，装置通过测试并试点应用。
文献《面向泛在电力物联网的边缘节点感知自适应数据处理方法》(高电压技术，2019,45(6)：1715-1722)针对数据中心集中处理的传统云计算运行方式难以适应急剧扩大的数据规模的缺点在构建基于边缘计算的泛在电力物联网数据处理架构的基础上，采用边缘计算的思想，实现泛在电力物联网数据的有效收集，通过仿真验证所提方法能够有效提升对海量数据的处理性能。
综上，目前在宽频域多频数据测量和边缘计算技术方面开展了研究，研究的重点内容是宽频域多频测量技术的实现以及边缘计算在配电网中应用等内容，如何在站域处理单元中运用边缘计算的方法，实现主子站宽频域多频测量数据自适应传输技术，能够比较好的适应高密度、大容量宽频域多频数据主子站数据自适应传输等方面尚未见报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多频测量数据自适应传输方法、系统、设备及存储介质，该方法有效的减少主子站多频测量数据传输流量，能够比较好的适应现有调度数据网的带宽特点，避免大量实时数据传输给主站造成网络拥塞。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种多频测量数据自适应传输方法，包括：
基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
作为本发明的进一步改进，所述预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式是基于边缘监视分析电网动态特性及主子测量数据传输的特点建立；自适应传输模式具体为：在电网平稳运行状态下主子站低速率传输基本多频测量数据，在电网扰动运行状态下主子站高速率传输全部多频测量数据。
作为本发明的进一步改进，所述自适应传输模式包括：
第一模式，满足主站基本业务应用的最小量多频数据的低速率传输，仅传输基波同步相量数据；
第二模式，主站自定义传输业务数据和传输速率；
第三模式，全站域多频数据高速率全部传输给主站；
每种模式分别生成对应的传输配置帧，通过调整通道和速率实现数据的传输；站域处理单元与主站之间基于宽频域多频数据通信协议传输数据；多频测量通信协议采用分时复用的方式实现实时数据传输。
作为本发明的进一步改进，所述基于多频测量数据在边缘端对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；具体包括：
所述基于多频测量数据实时监视电网动态特性分为两种类型：
第一类型，基于基波相量数据的电网动态特性分析；
第二类型，基于多频相量数据的电网宽频域动态特性分析；
其中，第一类型的电网动态特性分析事件包括：电网短路、切负荷、电压波动、频率波动、有功功率波动的电网动态扰动事件，幅值、相角和频率的动态越限事件，一次调频动作状态量变位事件；电网动态扰动事件和动态越限事件分别监视分析多频测量数据的相量和模拟量得到对应的事件发生；一次调频动作监视多频测量数据的状态量得到对应的事件发生；
第二类型的电网宽频域动态特性分析事件包括：低频振荡、次/超同步振荡、宽频振荡、谐波电流越限、谐波电流越限、间谐波电压越限和间谐波电流越限的电网宽频域事件；电网宽频域特性分别监视多频测量数据的状态量得到对应的事件发生。
作为本发明的进一步改进，所述第一类型和第二类型动态特性分析的定值是根据主子站工程部署形成运行定值单，由调度机构核定下发，最终固化至边缘侧处理单元中；
运行定值单采用厂站、间隔、定值类型层次化的方式表达；一个厂站包含多个间隔，每个间隔下面包含多个定值类型，每个间隔的定值类型与扰动事件类型相匹配；
各个类型的定值单以设定文件方式存储，边缘端保存的定值单文件进行数字签名。
作为本发明的进一步改进，所述基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发测量数据自适应传输；具体包括：
设置边缘侧电网实时监测的动态特性事件状态位，根据电网监测的动态特性事件状态位值，边缘端基于多频数据实时监测到电网发生明显动态扰动特征，启动触发条件，驱动实现多频测量数据自适应传输；
监测到一个或者多个扰动特征的事件，采用或逻辑的方式运算，得到站域电网动态特征事件状态位值；
根据电网特征状态位值，自适应驱动切换传输模式。
作为本发明的进一步改进，所述自适应驱动切换传输模式包括默认方式切换和根据预定义的方式切换；
默认方式切换是电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式；电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第三模式；
预定义传输方式是预先定义电网状态与传输模式的匹配规则，根据匹配规则切换传输模式；在电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式或者传输第二模式，传输第一模式和传输第二模式的选择根据预定义的规则切换；在电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第二模式或者传输第三模式，传输第二模式和传输第三模式的选择根据预定义的规则切换。
作为本发明的进一步改进，所述基于人工干预，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发测量数据自适应传输；具体包括：
人工干预是站域边缘侧接收到主站的网络传输驱动命令时，根据传输驱动命令调整传输模式；接收到网络传输驱动命令时，解析传输命令的目标传输模式，比较判别当前传输模式与目标传输模式，如果当电网特征状态位值为0，则将当前传输模式切换到目标传输模式；如果当电网特征状态位值为1，定义实时数据缓存，缓存实时数据，将当前传输模式切换到目标传输模式，并且补发缓存实时数据，主站将接收的数据进行补写到数据库中。
作为本发明的进一步改进，所述根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输，具体包括：
主子站分别自适应传输模式对应的配置文件，根据配置文件提取传输速率和传输数据通道，构建自适应传输模式的配置缓存用于存储传输速率和传输数据通道，缓存数据与传输模式建立地址映射关系。
作为本发明的进一步改进，所述缓存数据与传输模式建立地址映射关系，具体包括：
当主子站多频测量数据传输模式切换时，根据地址映射关系自动寻址到传输模式匹配的配置缓存，采用结构内存转换的方式得到缓存中的速率和数据传输通道配置实例信息；
主子站宽频测量数据传输根据配置实例信息的速率和数据通道组织数据，并将宽频测量数据实时数据帧的状态字中位置上对应的传输模式标记；
当监测的电网扰动事件消除电网处于平稳状态下运行时，主子站传输自动切换到传输第一模式，状态字中位取消对应的传输模式标记；
当监测的电网扰动事件，站域处理单元基于多频测量数据分析告警的时间和事件类型；以告警的时间和事件类型作为检索条件，在站域处理单元召唤测量装置中的事件录波文件，以压缩的方式存储在站域处理单元中，存储的事件录波文件构建文件名称索引；
主站根据电网运行状态，对于电网发生扰动采用离线压缩的方式将事件录波数据和多频数据动态文件上送到主站供分析使用；
主站根据离线数据帧中字段的值启用相应的解压算法对接收到的压缩文件进行解压。
一种多频测量数据自适应传输系统，包括：
监视分析模块，用于基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
模式切换模块，用于基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
自适应传输模块，用于根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述多频测量数据自适应传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述多频测量数据自适应传输方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明基于边缘计算的广域海量多频测量数据自适应传输方法，根据主子测量数据传输的特点，设计主子站多频测量数据自适应传输模式；在边缘端基于多频测量数据对电网动态特性实时监视与分析；根据电网动态特性特征，驱动触发测量数据自适应传输；最终，实现主子站测量数据自适应传输。其中，基于多频测量数据实时监视电网的动态特性，当电网在非平稳状态下运行则基于多频测量数据提取运行动态特征量，根据特征状态切换主子站宽频测量数据传输模式，基于传输模式自动调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道。根据电网运行动态特性主子站自适应传输多频测量数据，电网在平稳运行条件下只传输基本的应用分析数据，有效的减少主子站多频测量数据传输流量，能够比较好的适应现有调度数据网2Mbit/s的带宽特点，避免大量实时数据传输给主站造成网络拥塞，甚至由于数据量大导致了主子站数据传输出现闪断的现象，进一步支撑电网宽频域特性分析与应用。
附图说明
图1为本发明多频测量数据自适应传输方法流程示意图；
图2为本发明谐波电流越限告警实时监测流程；
图3为本发明一种多频测量数据自适应传输系统结构示意图；
图4为本发明一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
以新能源为主体的新型电力系统发展和当前电网的电力电子化趋势明显，电网呈现出多频特性，针对上述现象电网中已部署宽频测量装置和站域处理单元。当前，站域处理单元对宽频测量数据主要是存储与转发，宽频测量装置测量的范围是0～2500Hz，生成的数据量是工频装置的3倍以上，已部署的宽频域多频测量装置实现了数据的测量与传输主站，然而主站全部存储与分析大量宽频域多频测量数据资源存在压力，同时多频测量数据通过调度数据网传输给宽频主站，一般与现有远动、PMU等业务数据采用共同的数据网络，受限于调度数据网2Mbit/s的带宽限制，大量实时数据传输给主站容易造成网络拥塞。
本发明基于边缘计算分析宽频域多频测量数据自适应传输方法，首先，设计主子站多频测量数据自适应传输模式；其次，基于多频测量数据边缘端对电网动态特性实时监视分析；然后，根据电网动态特性特征，驱动多频测量数据自适应传输；最后，实现主子站多频测量数据自适应传输，根据电网运行动态特性主子站自适应传输多频测量数据，进一步支撑电网宽频域特性分析与应用。具体内容作如下说明。
如图1所述，本发明提供一种多频测量数据自适应传输方法，包括以下步骤：
基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
本发明的原理是基于多频测量数据实时监视电网的动态特性，当电网在非平稳状态下运行则基于多频测量数据提取运行动态特征量，根据特征状态切换主子站宽频测量数据传输模式，基于传输模式自动调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道。根据电网运行动态特性主子站自适应传输多频测量数据，电网在平稳运行条件下只传输基本的应用分析数据，有效的减少主子站多频测量数据传输流量，避免大量实时数据传输给主站造成网络拥塞，甚至由于数据量大导致了主子站数据传输出现闪断的现象，进一步支撑电网宽频域特性分析与应用。
以下结合具体实施例对本发明的方法进行详细说明：
本发明提供一种基于边缘计算的广域海量多频测量数据自适应传输方法及系统，其特征在于：包括如下步骤：
1)主子站多频测量数据自适应传输模式设计；
2)基于多频测量数据边缘端监视电网动态特性；
3)多频测量数据自适应传输驱动；
4)主子站多频测量数据自适应传输。
其中，多频测量数据是指电网电气量0～2500Hz宽频域范围内基波、次超同步、宽频信号、谐波和间谐波的统一测量数据。多频测量数据包含相量、模拟量和状态量。多频测量数据的频率范围划分为：0.1～2.5Hz范围内的低频振荡数据，2.5～45Hz范围内的次同步振荡和55～95Hz范围内的超同步振荡数据，100～300Hz频率范围的宽频振荡数据，0～2500Hz范围内谐波，300～2500Hz间谐波数据。
具体详细步骤如下：
1)基于边缘监视分析电网动态特性设计多频测量数据主子站自适应传输模式。
基于边缘监视电网运行状态实现主子站数据自适应传输，即在电网平稳运行状态下主子站低速率传输少量基本多频测量数据，在电网扰动运行状态下主子站高速率传输高密度全部多频测量数据。
其中，低速率是相对于高速率而言。
基于边缘计算的自适应传输模式设计分为三种：
第一模式，满足主站基本业务应用的最小量多频数据的低速率传输，即仅传输基波同步相量数据，并且采用1帧/s、10帧/s、20帧/s或者25帧/s的低速率传输数据；
第二模式，主站自定义传输业务数据和传输速率；
第三模式，全站域高速率多频数据高速率传输，即站内的0-2500Hz多频数据全部传输给主站，并且采用50帧/s或者100帧/s的高速率传输数据。
每种模式分别生成对应的传输配置帧，通过调整CFG2的通道和速率实现数据的传输。第一模式、第二模式、第三模式对应的CFG2分别为CFG20、CFG21、CFG22。
站域处理单元与主站之间基于宽频域多频数据通信协议传输数据。多频测量通信协议在GB/T 26865.2协议基础上扩展谐波、间谐波、次超同步等数据通道，采用分时复用的方式实现实时数据传输。
举例：多频测量装置数据帧状态字如表1所示。
表1数据帧状态字扩展
多频测量数据实时数据帧中定义的状态字STAT中Bits09～06为保留待用，在现有协议基础上扩展利用Bit09位和Bit08位标识不同的传输模式，第一模式：Bit09、Bit08值分别为0和0；第二模式：Bit09、Bit08值分别为0和1；第三模式：Bit09、Bit08值分别为1和1；其关系如下表2所示。
表2不同模式对应的状态字位值
2)基于多频测量数据在边缘端对电网动态特性实时监视分析。
多频测量数据的自适应传输方式需要满足现有电网分析的应用需求，站域边缘端基于多频测量数据实时监视电网的动态特性，当电网在非平稳状态下运行则基于多频测量数据提取运行动态特征量，根据特征状态切换主子站宽频测量数据传输模式，基于传输模式自动调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，从而满足面向云边协同的电网分析数据应用需求。
站域边缘端基于多频测量数据实时监视电网的动态特性分为两种类型：
第一类型为基于基波相量数据的电网动态特性分析；
第二类型为基于多频相量数据的电网宽频域动态特性分析。
具体地，第一类型的动态特性应用分析事件主要有：电网短路、切负荷、电压波动、频率波动、有功功率波动的电网动态扰动事件，幅值、相角和频率的动态越限事件，一次调频动作状态量变位事件；
电网短路动态事件通过分析每个间隔的基波电压和电流的相量，当电压跌落下降并且持续1s时间，同时电流上升并且持续1s时间，则判定为发生电网短路动态事件；
电压波动是指电压波动超过标称电压规定的范围10％；
频率波动是指频率与基波相比，变化超过正负0.2Hz；
有功功率波动是有功功率波动超过额定容量的10％；
幅值、相角动态越限事件是指基波相量的三相电流和电压的幅值、相角超过整定的定值而产生的动态越限事件；
频率动态越限事件是指基波的频率超过整定的定值而产生的动态越限事件；
监视一次调频动作状态量值，一次调频状态量的数据类型名称定义为MFT，如果状态值发生变化，则认为发生一次调频状态扰动事件。
第二类型电网宽频域特性的分析应用，基于多频测量数据分析电网：低频振荡、次/超同步振荡、宽频振荡、谐波电流越限、谐波电流越限、间谐波电压越限和间谐波电流越限的电网宽频域事件。
电网宽频域特性分别监视多频测量数据的状态量得到对应的事件发生。
每个事件对应的状态量定义如下表3所示。
表3为宽频域状态量类型
| LFO | 低频振荡功率越限告警 |
| SSO | 次/超同步振荡功率越限告警 |
| WFO | 宽频振荡功率越限告警 |
| ISA | 次/超同步电流越限告警 |
| IHA | 谐波电流越限告警 |
| IIA | 间谐波电流越限告警 |
| UHA | 谐波电压越限告警 |
| UIA | 间谐波电压越限告警 |
实时监视宽频测量数据中状态量，如果状态值发生变化，则认为发生宽频域扰动事件。宽频特性预定义各个状态的事件类型，设计状态切换的状态机，当发生多个振荡扰动事件，自动辨识电网宽频域动态特性状态。
其中，第一类型和第二类型的电网动态特性边缘监视分析应用的定值，根据主子站工程部署形成运行定值单，由调度机构核定下发，最终由运维人员将其固化至边缘侧处理单元中。
运行定值单采用厂站、间隔、定值类型层次化的方式表达。一个厂站包含多个间隔，每个间隔下面包含多个定值类型，每个间隔的定值类型与扰动事件类型相匹配。
每个间隔的定值类型具体为：电压波动定值、频率波动定值、有功功率波动定值、幅值越限定值、相角越限定值、频率越限定值、一次调频动作定值、低频振荡功率越限定值、次/超同步振荡功率越限定值、宽频振荡功率越限定值、次/超同步电流越限定值、谐波电流越限定值、间谐波电流越限定值、谐波电压越限定值、间谐波电压越限定值。
作为优选实施例，各个类型的定值单以设定文件(如XML文件)方式存储，边缘端保存的定值单文件进行数字签名，确保定值单文件的真实性和不可篡改性。
3)基于电网的动态特性或人工干预来实现多频测量数据自适应传输驱动。
多频测量数据的自适应传输方式驱动，包括两方面：
1、边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
2、人工干预驱动。
具体地，针对边缘端监测的电网动态特性扰动事件，设计电网监测的动态特性事件状态位，边缘端基于多频数据实时监测到电网发生明显动态扰动特征，启动触发条件，驱动实现多频测量数据自适应传输。
监测到一个或者多个扰动特征的事件，采用或逻辑的方式运算，得到站域电网动态特征事件状态位值。
根据电网特征状态位值，自适应驱动切换传输模式。自适应传输模式切换方式分为默认方式切换和根据预定义的方式切换。
默认方式切换即电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式；电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第三模式。
预定义传输方式即预先定义电网状态与传输模式的匹配规则，根据匹配规则切换传输模式。在电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式或者传输第二模式，传输第一模式和传输第二模式的选择根据预定义的规则切换；在电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第二模式或者传输第三模式，传输第二模式和传输第三模式的选择根据预定义的规则切换。
其中，人工干预驱动是指站域边缘侧接收到主站的网络传输驱动命令时，根据传输驱动命令调整传输模式。
当接收到网络传输驱动命令时，解析传输命令的目标传输模式，比较判别当前传输模式与目标传输模式：
如果当电网特征状态位值为0，则将当前传输模式切换到目标传输模式；如果当电网特征状态位值为1，设计定义实时数据缓存，缓存存储100帧/s的1分钟实时数据，将当前传输模式切换到目标传输模式，并且补发1分钟缓存实时数据，主站将接收的数据进行补写到数据库中，保证数据的时序性。
例如，由边缘侧监测到系统次超同步振荡后上传其振荡状态至主站后，由主站人工对该振荡源关联节点的所有子站下发网络驱动命令切换数据传输模式为传输第三模式，此时电网特征状态位值为1，补发1分钟振荡发生前100帧/s的高密度实时数据给主站，主站将数据补写到时序的历史数据库中。
4)主子站多频测量数据自适应传输。
主子站多频测量数据自适应传输分别加载第一模式、第二模式和第三模式对应的CFG20、CFG21和CFG22配置文件，根据加载的配置文件提取传输速率和传输数据通道，构建传输第一模式、第二模式和第三模式的配置缓存用于存储传输速率和传输数据通道，缓存中的数据与传输模式建立地址映射关系。
当主子站多频测量数据传输模式切换时，根据地址映射关系自动寻址到传输模式匹配的配置缓存，采用结构内存转换的方式得到缓存中的速率和数据传输通道配置实例信息。
主子站宽频测量数据传输根据配置实例信息的速率和数据通道组织数据，并将宽频测量数据实时数据帧的状态字STAT中Bit09位和Bit08位置上对应的传输模式标记，用于主子站多频数据传输模式识别。
当监测的电网扰动事件消除，即电网处于平稳状态下运行，主子站传输自动切换到传输第一模式，状态字STAT中Bit09位和Bit08位取消对应的传输模式标记。
在站域处理单元中以不低于30天周期滚动存储多频测量数据历史录波文件，多频测量数据历史录波文件包含0～2500Hz的全部多频数据，多频测量数据历史录波文件由数据配置信息和多个断面的数据值两部分组成，按照1分钟周期生成一个文件的方式存储。
当监测的电网扰动事件，站域处理单元基于多频测量数据分析告警的时间和事件类型。以告警的时间和事件类型作为检索条件，在站域处理单元召唤测量装置中的事件录波文件，以压缩的方式存储在站域处理单元中，存储的事件录波文件构建文件名称索引，方便文件统一访问。
主站根据电网运行状态，对于电网发生扰动支持进一步采用离线压缩的方式将事件录波数据和多频数据动态文件上送到主站供分析使用。
作为优选实施例，上述离线压缩的文件传输压缩格式支持：.gz、.zip、.bz2、.zstd的压缩格式，压缩格式离线数据帧中TYPE字段Bits15～12扩充标记，具体如下表4。
表4多频测量离线文件压缩类型
主站根据离线数据帧中TYPE字段Bits15～12的值启用相应的解压算法对接收到的压缩文件进行解压。
以下以具体实施例对本发明的传输方法进行简要的说明。
实施例1
以多频测量数据中的谐波电流越限事件触发主子站数据自适应传输为例，说明多频测量数据自适应传输的过程。
谐波电流越限事件流程为：
1、设计主子站多频测量数据自适应传输模式，模式分为三种，即：
模式1，最小量多频数据的低速率传输；
模式2，主站自定义传输业务数据和传输速率；
模式3，全站域多频数据高速率传输；
2、在边缘端实时监视分析谐波电流越限告警状态量，分析是否发生谐波电流越限事件；
3、当发生谐波电流越限事件时，自动驱动主子站传输模式切换；
4、根据传输模式，调整多频数据传输的速率和通道数据，实现主子站数据自适应传输。
其中，更具体的，多频测量数据中谐波电流越限告警实时监测流程框图如下图2所示。流程步骤为：
1)解析多频测量数据中的开关状态量；
2)基于谐波电流越限告警的事件类型的特征信息IHA，提取谐波电流越限告警状态量值；
3)以间隔为单位提取每个间隔的谐波电流越限告警状态值；
4)判断每个间隔谐波电流越限告警状态值是否为真；
5)如果为真则该间隔发生谐波电流越限事件，反之则未发生谐波电流越限事件。
如图3所示，本发明的另一目的在于提出一种多频测量数据自适应传输系统，包括：
监视分析模块，用于基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
模式切换模块，用于基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
自适应传输模块，用于根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
如图4所示，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述多频测量数据自适应传输方法的步骤。
其中所述多频测量数据自适应传输方法，包括以下步骤：
基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
本发明第四个目的是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述多频测量数据自适应传输方法的步骤。
其中所述多频测量数据自适应传输方法，包括以下步骤：
基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件或人工干预驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种多频测量数据自适应传输方法，其特征在于，包括：
基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输；
所述预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式是基于边缘监视分析电网动态特性及主子测量数据传输的特点建立；自适应传输模式具体为：在电网平稳运行状态下主子站低速率传输基本多频测量数据，在电网扰动运行状态下主子站高速率传输全部多频测量数据；
所述自适应传输模式包括：
第一模式，满足主站基本业务应用的最小量多频数据的低速率传输，仅传输基波同步相量数据；
第二模式，主站自定义传输业务数据和传输速率；
第三模式，全站域多频数据高速率全部传输给主站；
每种模式分别生成对应的传输配置帧，通过调整通道和速率实现数据的传输；站域处理单元与主站之间基于宽频域多频数据通信协议传输数据；多频测量通信协议采用分时复用的方式实现实时数据传输；
所述基于多频测量数据在边缘端对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；具体包括：
所述基于多频测量数据实时监视电网动态特性分为两种类型：
第一类型，基于基波相量数据的电网动态特性分析；
第二类型，基于多频相量数据的电网宽频域动态特性分析；
其中，第一类型的电网动态特性分析事件包括：电网短路、切负荷、电压波动、频率波动、有功功率波动的电网动态扰动事件，幅值、相角和频率的动态越限事件，一次调频动作状态量变位事件；电网动态扰动事件和动态越限事件分别监视分析多频测量数据的相量和模拟量得到对应的事件发生；一次调频动作监视多频测量数据的状态量得到对应的事件发生；
第二类型的电网宽频域动态特性分析事件包括：低频振荡、次/超同步振荡、宽频振荡、谐波电流越限、谐波电流越限、间谐波电压越限和间谐波电流越限的电网宽频域事件；电网宽频域特性分别监视多频测量数据的状态量得到对应的事件发生；
所述基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发测量数据自适应传输；具体包括：
设置边缘侧电网实时监测的动态特性事件状态位，根据电网监测的动态特性事件状态位值，边缘端基于多频数据实时监测到电网发生明显动态扰动特征，启动触发条件，驱动实现多频测量数据自适应传输；
监测到一个或者多个扰动特征的事件，采用或逻辑的方式运算，得到站域电网动态特征事件状态位值；
根据电网特征状态位值，自适应驱动切换传输模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述第一类型和第二类型动态特性分析的定值是根据主子站工程部署形成运行定值单，由调度机构核定下发，最终固化至边缘侧处理单元中；
运行定值单采用厂站、间隔、定值类型层次化的方式表达；一个厂站包含多个间隔，每个间隔下面包含多个定值类型，每个间隔的定值类型与扰动事件类型相匹配；
各个类型的定值单以设定文件方式存储，边缘端保存的定值单文件进行数字签名。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述自适应驱动切换传输模式包括默认方式切换和根据预定义的方式切换；
默认方式切换是电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式；电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第三模式；
预定义传输方式是预先定义电网状态与传输模式的匹配规则，根据匹配规则切换传输模式；在电网特征状态位值为0时，自动将电网当前传输模式切换到传输第一模式或者传输第二模式，传输第一模式和传输第二模式的选择根据预定义的规则切换；在电网特征状态位值为1时，自动将电网当前传输模式切换到传输第二模式或者传输第三模式，传输第二模式和传输第三模式的选择根据预定义的规则切换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输，具体包括：
主子站分别自适应传输模式对应的配置文件，根据配置文件提取传输速率和传输数据通道，构建自适应传输模式的配置缓存用于存储传输速率和传输数据通道，缓存数据与传输模式建立地址映射关系。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述缓存数据与传输模式建立地址映射关系，具体包括：
当主子站多频测量数据传输模式切换时，根据地址映射关系自动寻址到传输模式匹配的配置缓存，采用结构内存转换的方式得到缓存中的速率和数据传输通道配置实例信息；
主子站宽频测量数据传输根据配置实例信息的速率和数据通道组织数据，并将宽频测量数据实时数据帧的状态字中位置上对应的传输模式标记；
当监测的电网扰动事件消除电网处于平稳状态下运行时，主子站传输自动切换到传输第一模式，状态字中位取消对应的传输模式标记；
当监测的电网扰动事件，站域处理单元基于多频测量数据分析告警的时间和事件类型；以告警的时间和事件类型作为检索条件，在站域处理单元召唤测量装置中的事件录波文件，以压缩的方式存储在站域处理单元中，存储的事件录波文件构建文件名称索引；
主站根据电网运行状态，对于电网发生扰动采用离线压缩的方式将事件录波数据和多频数据动态文件上送到主站供分析使用；
主站根据离线数据帧中字段的值启用相应的解压算法对接收到的压缩文件进行解压。
6.一种多频测量数据自适应传输系统，基于权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，包括：
监视分析模块，用于基于多频测量数据对电网动态特性实时监视分析，得到边缘端监测的电网动态特性扰动事件；
模式切换模块，用于基于边缘端监测的电网动态特性扰动事件驱动，按照预先设定的多频测量数据主子站自适应传输模式，驱动触发多频测量数据进行自适应传输模式切换；
自适应传输模块，用于根据自适应传输模式切换结果，调整主子站多频测量数据传输速率和传输数据通道，进行主子站多频测量数据自适应传输。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一项所述多频测量数据自适应传输方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述多频测量数据自适应传输方法。
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