CN115276228A - 一种功率数据同步上送的方法、系统、存储和计算设备 - Google Patents

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CN115276228A CN202210906130.6A CN202210906130A CN115276228A CN 115276228 A CN115276228 A CN 115276228A CN 202210906130 A CN202210906130 A CN 202210906130A CN 115276228 A CN115276228 A CN 115276228A
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Abstract

本发明公开了一种功率数据同步上送的方法、系统、存储和计算设备，通过对变电站转发给主站的遥测数据进行数据分类分析，根据量测类型分为功率遥测、电流遥测和其他遥测，功率遥测包含有功遥测和无功遥测，进一步的根据功率遥测和母线的关联关系，将功率遥测及电流遥测按照多个母线遥测分类，系统订阅功率遥测的实时值，当功率遥测变化时扫描该时间断面的有功功率、无功功率矢量值，根据幅值、品质等逻辑条件判断其矢量和有效性，在有效性逻辑校验通过时或者达到了系统发送超时时间阈值时，系统将当前断面功率遥测发送到主站。解决了因电网负荷波动、测控装置间采样性能、通信性能差异等原因而导致主站收到的母线功率数据不平衡的问题。

Description

一种功率数据同步上送的方法、系统、存储和计算设备
技术领域
本发明涉及一种功率数据同步上送的方法、系统、存储和计算设备，属于变电站自动化系统的技术领域。
背景技术
调度主站对变电站功率的监视，是评价电网运行、负荷情况的重要一环，对电网调度起到至关重要的作用，但因为电网负荷波动、测控装置间采样性能、通信性能差异等原因，不同测控装置之间的遥测数据上送是存在一定的时间差的。通过分析多个变电站中实际测控装置的运行情况，在有多个测控装置同时进行采集的情况下，测控装置之间上送数据的时间差大部分在是300ms～600ms之间，如果变电站的潮流波动速度快且跨度大，在某一时刻很大可能会存在母线功率矢量值越限的情况，如在此时系统将这个时间断面的功率数据上送到主站，就会导致主站收到的母线功率数据越限或不平衡。
国内的变电站，经过多年的数字化建设，基本都已经配置了高性能网关装置，拥有充裕的数据接入、存储、计算和转发能力，对变电站全站设备，包括测控装置，采集这些设备的数据并进行实时处理，具备在全站视角上进行数据分析的能力。变电站与主站之间采用网关装置通信，通信大部分都采用了IEC60870-5-104标准。
针对以上分析，可以在系统中对上送的数据进一步进行同步性优化，解决了因电网负荷波动、测控装置间采样性能、通信性能差异等原因而导致主站收到的母线功率数据不平衡的问题。
发明内容
本发明提供了一种功率数据同步上送的方法、系统、存储和计算设备，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，提供一种功率数据同步上送的方法，包括：
获取功率遥测点实时数据；其中功率遥测点的类型分为有功功率遥测点和无功功率遥测点；
响应于有功率遥测点实时数据发生变化，根据这个功率遥测点的类型为有功功率遥测点或无功功率遥测点；对这个功率遥测点所属母线对应的同类型的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点实时数据进行断面扫描，得到断面功率遥测点实时数据，并计算断面功率遥测点实时数据的矢量和；
对所述断面功率遥测点实时数据的矢量和、参与矢量计算的所有功率遥测点实时数据进行有效性逻辑校验；
响应于有效性逻辑校验通过，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，记录当前时刻为Th；
响应于有效性逻辑校验不通过，且当前时刻Tc与Th的时间差绝对值大于预设超时时间△t，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，并记录当前时刻Th；
响应于有效性逻辑校验不通过，且当前时刻Tc与Th的时间差绝对值小于等于超时时间△t，则不进行任何处理。
在一些实施例中，系统转发遥测数据的遥测点分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点；其中功率遥测点分为有功功率遥测点和无功功率遥测点；
根据功率遥测点、电流遥测点与母线的关联关系，将功率遥测点、电流遥测点按照母线分类。
进一步地，所述的系统转发遥测数据的遥测点分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点，表达为：
K＝{W,A,O}其中K：所有系统转发遥测点集合，W：功率遥测点集合，A：电流遥测点集合，O：其他遥测点集合。
其中所述的功率遥测点，是描述变电站内和母线连接的间隔的有功功率和无功功率特征的量测模型。
在一些实施例中，所述的将功率遥测点、电流遥测点按照母线分类，包括：
W＝{Si}，其中W：功率遥测点集合，Si：表示变电站内的母线i对应的有功功率遥测点Pin和无功功率遥测点Qin的集合，Si＝{Pi1,Pi2...Pin,Qi1,Qi2,...Qin}；
A＝{Ii}，其中A：电流遥测点集合，Ii：表示变电站内的母线i对应的电流遥测点Iin的集合)，Ii＝{Ii1,Ii2,...Iin}。
在一些实施例中，响应于有功率遥测点实时数据发生变化，根据这个功率遥测点的类型为有功功率遥测点或无功功率遥测点；对这个功率遥测点所属母线对应的同类型的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点实时数据进行断面扫描，得到断面功率遥测点实时数据，并计算断面功率遥测点实时数据的矢量和，包括：
如果收到实时变化数据的功率遥测点为有功功率遥测点，在同一时刻内，从系统中读取对应母线i有功功率遥测点的最新实时值集合，表达为：p＝{p1,p2...pn}其中p为有功功率遥测点实时遥测数据；则母线i在当前时刻的有功矢量和
Figure BDA0003772518140000031
如果收到实时变化数据的功率遥测点为无功功率遥测点，在同一时刻内，从系统中读取对应母线无功功率遥测点的最新实时值集合，表达为：q＝{q1,q2...qn}其中q为无功功率遥测点实时遥测数据，则母线i在当前时刻的无功矢量和
Figure BDA0003772518140000041
Figure BDA0003772518140000042
在一些实施例中，所述的进行有效性逻辑校验，包括：根据有效性逻辑校验规则，判断有效性逻辑校验是否通过，其中所述有效性逻辑校验规则为：
母线i所有间隔测控装置的采集电流的大小不为0，即Iij>0，其中j＝1～n,表示母线i的第j个电流遥测点；
母线i所有间隔测控装置的测量数据品质不为无效和取代，所述的数据品质符合IEC 60870-5-104规范中定义的数据品质定义；
有功功率矢量和的大小不超过有功矢量和限值△P，即TPi<△P；或，无功功率矢量和的大小不超过无功矢量和限值△Q，即TQi<△Q。
所述的有功功率遥测点、无功功率遥测点、电流遥测点、其他遥测点、遥测点与母线的关联关系、有功矢量和限值、无功矢量和限值、超时时间，在系统中都有对应的配置项。
第二方面，提供一种所述的功率数据同步上送系统，包括：
包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
第三方面，提供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所述的方法。
第四方面，提供一种计算设备，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所述方法的指令。
本发明所达到的有益效果：1、本发明针对有功功率遥测点、无功功率遥测点、电流遥测点、其他遥测点、遥测点与母线的关联关系、有功矢量和限值、无功矢量和限值、超时时间等，都有对应的配置选项，通过修改配置能够适应不同变电站一、二次设备的通信、技术差异，也能适应各地区对数据上送频率的要求；2、本发明通过订阅的方式实时接收功率遥测值，在功率遥测值变化断面时对该功率遥测值所属母线下的有功功率遥测点或无功功率遥测点矢量值集合进行获取及有效性判断，在有效性逻辑校验通过时或者达到了系统发送超时时间阈值时，系统将该断面功率遥测发送到主站。有效解决了因电网波动、测控装置间采样性能、通信性能差异等原因而导致主站收到的母线功率数据不平衡的问题。3、本发明利用超时判断模块，在保证主站收到的母线功率数据平衡的基础上，避免了电网长时间波动时主站功率数据不刷新的情况。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为有效性判断简要逻辑图。
图3为扫描断面的功率量测状态示例。
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。
实施例1
第一方面，提供一种功率数据同步上送的方法，包括：
获取功率遥测点实时数据；其中功率遥测点的类型分为有功功率遥测点和无功功率遥测点；
响应于有功率遥测点实时数据发生变化，根据这个功率遥测点的类型为有功功率遥测点或无功功率遥测点；对这个功率遥测点所属母线对应的同类型的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点实时数据进行断面扫描，得到断面功率遥测点实时数据，并计算断面功率遥测点实时数据的矢量和；
对所述断面功率遥测点实时数据的矢量和、参与矢量计算的所有功率遥测点实时数据进行有效性逻辑校验；
响应于有效性逻辑校验通过，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，记录当前时刻为Th；
响应于有效性逻辑校验不通过，且当前时刻Tc与Th的时间差绝对值大于预设超时时间△t，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，并记录当前时刻Th；
响应于有效性逻辑校验不通过，且当前时刻Tc与Th的时间差绝对值小于等于超时时间△t，则不进行任何处理。
在一些实施例中，如图1所示，一种功率数据同步上送的方法，包括以下步骤：
步骤1，将系统转发遥测数据分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点集合，并将功率遥测点、电流遥测点集合按照母线分类；
步骤2，通过订阅的方式实时接收功率遥测值，监视实时功率遥测值变化；
步骤3，系统收到功率遥测点的实时变化数据时，对该功率遥测点所属母线下所有有功功率遥测点实时数据或者无功功率遥测点实时数据进行断面扫描并计算其矢量和；
步骤4，对断面有功功率遥测点实时数据的矢量和或者无功功率遥测点实时数据的矢量和、参与矢量计算的功率遥测点实时数据进行有效性逻辑校验；
步骤5，当有效性逻辑校验通过时，系统将所扫描的有功功率遥测点实时数据或者无功功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，记录当前时刻为Th；
步骤6，当有效性逻辑校验不通过时，如果当前时刻Tc与Th的时间差绝对值大于超时时间△t，也将系统所扫描的有功功率遥测数据或者无功功率遥测数据在同一个数据帧向主站上送，并记录当前时刻Th；否则不进行任何处理；
上述方法按母线关联关系及遥测类型，获取按母线分类的功率遥测集合与电流遥测集合，通过订阅的方式实时接收功率遥测值，当功率遥测值发生变化时获取此断面下该功率遥测所属母线下的有功功率、无功功率矢量值，根据幅值、品质等逻辑条件判断其矢量和有效性，在有效性逻辑校验通过时或者达到了系统发送超时时间阈值时，系统将当前断面功率遥测发送到主站。有效解决了因电网波动、测控装置间采样性能、通信性能差异等原因而导致主站收到的母线功率数据不平衡的问题，并且避免了电网长时间波动时主站功率数据不刷新的情况。
当订阅的功率遥测变化时，获取此断面下该功率遥测所属母线下的有功功率、无功功率矢量值，扫描的原理如图3所示，在T1时刻，有功功率遥测Pi1变化，系统获取Pi1所属母线下的所有有功功率遥测并扫描其实时值，获取方式如下：
系统在初始化时，将转发遥测数据分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点，表达为K＝{W,A,O}(K：所有系统转发遥测点集合，W：功率遥测点集合，A：电流遥测点集合，O：其他遥测点集合)。所述的功率遥测点，是描述变电站内和母线连接的间隔的有功功率和无功功率特征的量测模型。
根据功率遥测点、电流遥测点与母线的关联关系，将功率遥测点、电流遥测点按照母线分类，表达为W＝{Si}(Si：表示变电站内的母线i对应的有功功率遥测点和无功功率遥测点的集合)，A＝{Ii}(Ii：表示变电站内的母线i对应的电流遥测点的集合)，其中Si＝{Pi1,Pi2...Pin,Qi1,Qi2,...Qin}，Ii＝{Ii1,Ii2,...Iin}。
由此，当功率遥测Pi1变化时，系统找到包含Pi1的母线功率遥测集合Si，并获取Si下该母线的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点(此处以有功功率遥测点Pi1变化为例，获取集合中的有功功率遥测点Pi1～Pin；若为无功功率测点变化时，则获取集合中的无功功率遥测点)。
以图3所示实际情况为例，此时n＝6，在T1时刻有功功率遥测点Pi1变化，变化后实时值为P1，但Pi2、Pi3、Pi4、Pi5、Pi6的实时值还没有刷新到系统的数据库，在系统数据库中，后者对应的值分别是在之前T2、T3、T4、T5、T6刷新的P2m、P3m、P4m、P5m、P6m。
按此时数据库中的值计算，母线i的有功矢量和为：
TPi＝P1+P2m+P3m+P4m+P5m+P6m；
若此时电网负荷波动较大，容易出现TPi超过该母线最大负荷或母线功率不平衡的情况，导致主站产生误判。因此加入对母线功率遥测及其矢量和总加值的有效性逻辑校验，校验流程如图2所示，其中，校验策略为:
1)母线所有间隔测控装置的采集电流的大小不为0，即Iij>0(j＝1～n,表示母线i的第j个电流遥测点)；
2)母线所有间隔测控装置的测量数据品质不为无效和取代，所述的数据品质，具体为：符合IEC 60870-5-104规范中定义的数据品质定义；
3)有功能功率矢量和、无功功率矢量和的大小不超过越限值有功限值△P，无功限值△Q，即TPi<△P,TQi<△Q；
加入母线间隔电流大小和其品质作为考虑对象，主要是因为考虑到一些特殊情况，比如测控装置通讯中断，测控装置检修等情况不符合上送条件，从而影响上送频率。
当有效性逻辑校验通过时，系统将所扫描的有功功率遥测点实时数据或者无功功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，记录当前时刻为Th；
当有效性逻辑校验不通过时，如果当前时刻Tc与Th的时间差绝对值大于超时时间△t，也将系统所扫描的有功功率遥测数据或者无功功率遥测数据在同一个数据帧向主站上送，并记录当前时刻Th；如果当前时刻Tc与Th的时间差绝对值小于等于超时时间△t，则不进行任何处理；
上述的有功功率遥测点、无功功率遥测点、电流遥测点、其他遥测点、遥测点与母线的关联关系、有功矢量和限值、无功矢量和限值、超时时间等，在系统中都有对应的配置项。
实施例2
第二方面，提供一种所述的功率数据同步上送系统，包括：
包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据实施例1所述方法的步骤。
在一些实施例中，一种功率数据同步上送的系统，包括：
实时数据接收模块：通过订阅的方式实时接收功率遥测值，并计算遥测点对应母线的有功功率矢量和或者无功功率的矢量和；
有效性校验模块：根据上文所述的检验策略，对当前时间断面遥测点实时数据进行有效性校验，并保存当前时间断面功率实时数据的矢量和；
超时判断模块：从上一次通过校验或者模块刚启动时开始计时，达到超时时间内的扫描断面遥测点实时数据的有效性校验均未通过，则调用数据上送模块上送当前时间断面的各遥测实时值。每当断面遥测实时值上送主站时，超时判断模块重新开始计时；
数据上送模块：当某一断面扫描的遥测有效性校验通过，或超时判断模块触发时，系统会将最近一次保存的断面遥测以连续帧报文上送主站。所述的报文，是满足IEC60870-5-104规范定义的帧格式的数据报文。
所述的有功功率遥测点、无功功率遥测点、电流遥测点、其他遥测点、遥测点与母线的关联关系、有功矢量和限值、无功矢量和限值、超时时间，在系统中都有对应的配置项。
实施例3
第三方面，提供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实施例1所述的方法。
实施例4
第四方面，提供一种计算设备，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实施例1所述方法的指令。
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)

1.一种功率数据同步上送的方法，其特征在于，包括：
获取功率遥测点实时数据；其中功率遥测点的类型分为有功功率遥测点和无功功率遥测点；
响应于有功率遥测点实时数据发生变化，根据这个功率遥测点的类型为有功功率遥测点或无功功率遥测点；对这个功率遥测点所属母线对应的同类型的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点实时数据进行断面扫描，得到断面功率遥测点实时数据，并计算断面功率遥测点实时数据的矢量和；
对所述断面功率遥测点实时数据的矢量和、参与矢量计算的所有功率遥测点实时数据进行有效性逻辑校验；
响应于有效性逻辑校验通过，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，记录当前时刻为Th；
响应于有效性逻辑校验不通过，且当前时刻Tc与Th的时间差绝对值大于预设超时时间△t，将所述断面功率遥测点实时数据在同一个数据帧向主站上送，并记录当前时刻Th。
2.根据权利要求1所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，系统转发遥测数据的遥测点分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点；其中功率遥测点分为有功功率遥测点和无功功率遥测点；
根据功率遥测点、电流遥测点与母线的关联关系，将功率遥测点、电流遥测点按照母线分类。
3.根据权利要求2所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，所述的系统转发遥测数据的遥测点分为功率遥测点、电流遥测点和其他遥测点，表达为：
K＝{W,A,O}其中K：所有系统转发遥测点集合，W：功率遥测点集合，A：电流遥测点集合，O：其他遥测点集合。
4.根据权利要求1或2或3所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，所述的功率遥测点，是描述变电站内和母线连接的间隔的有功功率和无功功率特征的量测模型。
5.根据权利要求2所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，所述的将功率遥测点、电流遥测点按照母线分类，包括：
W＝{Si}，其中W：功率遥测点集合，Si：表示变电站内的母线i对应的有功功率遥测点Pin和无功功率遥测点Qin的集合，Si＝{Pi1,Pi2...Pin,Qi1,Qi2,...Qin}；
A＝{Ii}，其中A：电流遥测点集合，Ii：表示变电站内的母线i对应的电流遥测点Iin的集合)，Ii＝{Ii1,Ii2,...Iin}。
6.根据权利要求1所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，响应于有功率遥测点实时数据发生变化，根据这个功率遥测点的类型为有功功率遥测点或无功功率遥测点；对这个功率遥测点所属母线对应的同类型的所有有功功率遥测点或无功功率遥测点实时数据进行断面扫描，得到断面功率遥测点实时数据，并计算断面功率遥测点实时数据的矢量和，包括：
如果收到实时变化数据的功率遥测点为有功功率遥测点，在同一时刻内，从系统中读取对应母线i有功功率遥测点的最新实时值集合，表达为：p＝{p1,p2...pn}其中p为有功功率遥测点实时遥测数据；则母线i在当前时刻的有功矢量和
Figure FDA0003772518130000021
如果收到实时变化数据的功率遥测点为无功功率遥测点，在同一时刻内，从系统中读取对应母线无功功率遥测点的最新实时值集合，表达为：q＝{q1,q2...qn}其中q为无功功率遥测点实时遥测数据，则母线i在当前时刻的无功矢量和
Figure FDA0003772518130000031
Figure FDA0003772518130000032
7.根据权利要求1所述的功率数据同步上送的方法，其特征在于，所述的进行有效性逻辑校验，包括：根据有效性逻辑校验规则，判断有效性逻辑校验是否通过，其中所述有效性逻辑校验规则为：
母线i所有间隔测控装置的采集电流的大小不为0，即Iij>0，其中j＝1～n,表示母线i的第j个电流遥测点；
母线i所有间隔测控装置的测量数据品质不为无效和取代，所述的数据品质符合IEC60870-5-104规范中定义的数据品质定义；
有功功率矢量和的大小不超过有功矢量和限值△P，即TPi<△P；或，无功功率矢量和的大小不超过无功矢量和限值△Q，即TQi<△Q。
8.一种所述的功率数据同步上送系统，其特征在于，包括：
包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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7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7所述的方法中的任一方法的指令。
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