CN115442401B - 一种变电站内电能数据获取方法、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种变电站内电能数据获取方法、设备和存储介质，包括以下具体步骤：建立电能数据通信通道，获取目标变电站内的电能数据，对获取的电能数据进行预处理；对预处理后的电能数据进行分类，将分类后的电能数据写入分类队列中；获取分类队列中电能数据的时间标签，根据分类队列中的脉冲时间查找到对应的电能数据对分类队列中的电能数据进行校验：若校验过程中，检测到分类队列中的电能数据存在错误，重复上述步骤，直至校验结果无误，输出分类队列数据。通过电能数据通信通道对电能数据直接进行采集和分类，确保能够快速筛选有效电能数据，通过电能数据的时间标签对采集的电能数据进行校验，提高采集的电能数据的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及变电站数据处理技术领域，具体涉及一种变电站内电能数据获取方法、设备和存储介质。
背景技术
变电站内的线损情况是衡量变电站运行状态的重要指标，因此，每月变电站所属运维班需要对进出变电站的电量情况进行抄录统计，一个变电站进出线路从十几条到三四十条不等，每个线路根据实际情况需要抄录正向有功功率、正向无功功率、反向有功功率和反向无功功率四种功率中的一项或者多项。
在以前，变电站多采取有人值守，站内有常驻人员，且站内线路相对较少，采用人工抄表方式一个人花费半天时间尚能完成一个站内电量数据的抄录工作；随着电网的发展，变电站运维方式也随之发生改变，当前变电站多采用无人值守方式，以某集控站为例，运维班共计27人，承担着辖区内26座变电站的运维工作，目前，当前变电站的电能数据采集多借助国网智能电量采集系统，利用此系统采集到包含待抄录信息的海量数据，再进行人工筛选，最后誊抄到各站的电量信息表中，借助国网智能电量采集系统虽然能实现远程采集电量数据，但是面对二十多个变电站，上万条数据，运维人员需要对照实际进行筛选，然后一个个抄录下来，这样仍需耗费三个运维骨干一整天的时间，并且抄表进行了大量的重复性劳动，工作枯燥，易使人疲劳，抄录数据的准确率也不能得到保证，并且由于抄录的数据量庞大，导致后期查看麻烦，无法快速查找，并且数据抄录错误也无法进行快速校正，需要运维骨干重新到变电站进行校对。日常的倒闸操作和维护工作本就使运维班捉襟见肘，每月26日抄录并报送电量数据更是耗费了宝贵的人力资源。因此，当前运维班迫切需要找到一种能快速采集到所需电量数据的方案，节省人力，提高数据可靠性。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是目前的变电站内电能数据抄录方法耗时耗力，抄录的数据无法快速筛选有效数据且准确性低，目的在于提供一种变电站内电能数据获取方法、设备和存储介质，通过建立电能数据通信通道对电能数据直接进行采集，对采集的电能数据进行分类确保能够快速筛选有效电能数据，获取电能数据的时间标签对采集的电能数据进行校验，提高采集的电能数据的准确性。
本申请通过下述技术方案实现：
本申请第一方面提供一种变电站内电能数据获取方法，包括以下具体步骤：
S1、建立电能数据通信通道，获取目标变电站内的电能数据，对获取的电能数据进行预处理；
S2、对预处理后的电能数据进行分类，将分类后的电能数据写入分类队列中；
S3、获取分类队列中电能数据的时间标签，根据分类队列中的时间标签查找到对应的电能数据对分类队列中的电能数据进行校验：
若校验过程中，检测到分类队列中的电能数据存在错误，重复步骤S1和步骤S2，直至校验结果无误，输出分类队列数据。
本申请通过建立电能数据通信通道对电能数据直接进行采集，对采集的电能数据进行分类确保能够快速筛选有效电能数据，获取电能数据的时间标签对采集的电能数据进行校验，提高采集的电能数据的准确性，减少了运维骨干的工作量，节省人力，提高了数据的可靠性。
进一步的，所述获取目标变电站内的电能数据包括：
检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文，所述发送本周期的抄读报文具体包括：
获取发送状态下的报文，获取发送当前时间，计算报文字节接收时间跨度；
获取实际到达报文字节接收的时间跨度，直至报文发送完成，记录本次发送的状态序号；
设置当前报文为发送激活标记，切换电能数据通信通道协议，重复上述操作。
进一步的，所述获取电能数据的过程包括：
若检测到报文通信异常，则不再抄读当前电能数据通信通道的报文，直接切换通信协议读取下一个通道的电能数据。
进一步的，所述检测到报文通信异常包括：
获取接收报文，根据获取的报文识别字节流中的报文帧，对帧头和帧进行校验，若帧头和帧校验正确，将报文帧存入就绪缓冲区；
对检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文的循环进行解帧处理。
进一步的，所述对获取的电能数据进行预处理包括：
获取输入电信号的采样值序列，对采样值序列的前N点进行加窗处理；
通过插值FFT方法快速确定信号的基波粗糙频率；
根据信号的基波粗糙频率，对离散采样值序列进行加四阶三项窗处理，确定信号的基波频率、幅值、相位。
进一步的，所述S2具体包括：
根据接收信号的基波频率、幅值、相位强度进行分类；
获取电能数据传输通信通道的拓扑关系，从根节点开始对每层子节点进行遍历，直至扫描完整的树状逻辑拓扑；
经轮询全部树状逻辑拓扑得到最佳网络路径，将分类后的电能数据写入分类队列中。
进一步的，所述分类队列的队列类型包括：有功序号、无功序号、支路名称、系统名称、表号、功率方向、有功功率和无功功率。
进一步的，所述校验过程包括：
当分类队列中电能数据的时间标签与目标变电站内的电能数据的时间标签相同时，相应电能数据通信通道被置为有效位；
否则，电能数据通信通道被置为无效位，所有电能数据通信通道判定完毕后进入下一轮循环；
当任意电能数据通信通道的数据时间标签通过时，该电能数据通信通道的电能数据被视为无效。
本申请第二方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时用于实现一种变电站内电能数据获取方法。
本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于实现一种变电站内电能数据获取方法。
本申请与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1.本申请通过建立电能数据通信通道对电能数据直接进行采集，对采集的电能数据进行分类确保能够快速筛选有效电能数据，获取电能数据的时间标签对采集的电能数据进行校验，提高采集的电能数据的准确性，减少了运维骨干的工作量，节省人力，提高了数据的可靠性；
2.本申请通过检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文，检测到报文通信异常，切换通信协议读取下一个通道的电能数据，提高获取数据的准确性和可靠性；
3.通过对获取的电能数据进行时频分析，防止数据获取过程中电能数据的方向也与实际相反导致数据抄录错误，提高数据抄录的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
图1为本申请实施例中的电能数据获取方法流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请作进一步的详细说明，本申请的示意性实施方式及其说明仅用于解释本申请，并不作为对本申请的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例第一方面提供一种变电站内电能数据获取方法，包括以下具体步骤：
S1、建立电能数据通信通道，获取目标变电站内的电能数据，对获取的电能数据进行预处理；
S2、对预处理后的电能数据进行分类，将分类后的电能数据写入分类队列中；
S3、获取分类队列中电能数据的时间标签，根据分类队列中的时间标签查找到对应的电能数据对分类队列中的电能数据进行校验：
若校验过程中，检测到分类队列中的电能数据存在错误，重复步骤S1和步骤S2，直至校验结果无误，输出分类队列数据。
本申请通过建立电能数据通信通道对电能数据直接进行采集，对采集的电能数据进行分类确保能够快速筛选有效电能数据，获取电能数据的时间标签对采集的电能数据进行校验，提高采集的电能数据的准确性，减少了运维骨干的工作量，节省人力，提高了数据的可靠性。
在一些可能的实施例中，通过检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文，检测到报文通信异常，切换通信协议读取下一个通道的电能数据，提高获取数据的准确性和可靠性，获取目标变电站内的电能数据包括：
检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文，发送本周期的抄读报文具体包括：
获取发送状态下的报文，获取发送当前时间，计算报文字节接收时间跨度；
获取实际到达报文字节接收的时间跨度，直至报文发送完成，记录本次发送的状态序号；
设置当前报文为发送激活标记，切换电能数据通信通道协议，重复上述操作。
获取电能数据的过程包括：
若检测到报文通信异常，则不再抄读当前电能数据通信通道的报文，直接切换通信协议读取下一个通道的电能数据。
检测到报文通信异常包括：
获取接收报文，根据获取的报文识别字节流中的报文帧，对帧头和帧进行校验，若帧头和帧校验正确，将报文帧存入就绪缓冲区；
对检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文的循环进行解帧处理。
在一些可能的实施例中，对获取的电能数据进行预处理包括：
对获取的信号数据进行时频分析：
对采样值序列的前N(N＝2n)点进行加窗处理，然后通过插值FFT快速确定基波的粗糙频率f,
获取信号的粗糙频率，根据信号的粗糙频率，计算满足频率分辨率自适应要求的确定点数Ni，然后对离散采样值序列前Ni进行加四阶三项窗处理，再对加窗后信号进行双谱线IpDFT，确定信号的基波频率、幅值、相位。通过对获取的电能数据进行时频分析，防止数据获取过程中电能数据的方向也与实际相反导致数据抄录错误，提高数据抄录的准确性
在一些可能的实施例中，S2具体包括：
根据接收信号的基波频率、幅值、相位强度进行分类；
获取电能数据传输通信通道的拓扑关系，从根节点开始对每层子节点进行遍历，直至扫描完整的树状逻辑拓扑；
经轮询全部树状逻辑拓扑得到最佳网络路径，将分类后的电能数据写入分类队列中。
分类队列的队列类型包括：有功序号、无功序号、支路名称、系统名称、表号、功率方向、有功功率和无功功率。
在一些可能的实施例中，校验平台下发校验指令，接收带时标的采样数据和电能脉冲，一方面将数据写入相应队列并通过JSON格式保存至文件，另一方面对取出的部分采样数据进行加窗、FFT及插值运算实现电量监控。同时充分利用数据中的时间标签，依据队列中的时间标签查找到对应相同时间的采样数据进行电能累加，并针对系统中存在的附加相移进行移相插值拟合。这种时间标签对应的方法可以有效克服网络传输延时带来的影响。
其中，当分类队列中电能数据的时间标签与目标变电站内的电能数据的时间标签相同时，相应电能数据通信通道被置为有效位；
否则，电能数据通信通道被置为无效位，所有电能数据通信通道判定完毕后进入下一轮循环；
当任意电能数据通信通道的数据时间标签通过时，该电能数据通信通道的电能数据被视为无效。
在校验过程中如果任务需要等待I/O事件，任务运行时都采用Accept的思想，条件满足立即执行，条件不满足，下一个循环再次询问所等待的事件是否出现，减小等待时间，提高电能数据的抄录速度。
本实施例第二方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时用于实现一种变电站内电能数据获取方法。
本实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于实现一种变电站内电能数据获取方法。
以上所述的具体实施方式，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施方式而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种变电站内电能数据获取方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、建立电能数据通信通道，获取目标变电站内的电能数据，对获取的电能数据进行预处理；
所述获取目标变电站内的电能数据包括：
检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文，所述发送本周期的抄读报文具体包括：
获取发送状态下的报文，获取发送当前时间，计算报文字节接收时间跨度；
获取实际到达报文字节接收的时间跨度，直至报文发送完成，记录本次发送的状态序号；
设置当前报文为发送激活标记，切换电能数据通信通道协议，重复上述操作；
所述获取电能数据的过程包括：若检测到报文通信异常，则不再抄读当前电能数据通信通道的报文，直接切换通信协议读取下一个通道的电能数据；
S2、对预处理后的电能数据进行分类，将分类后的电能数据写入分类队列中；
S3、获取分类队列中电能数据的时间标签，根据分类队列中的时间标签查找到对应的电能数据对分类队列中的电能数据进行校验：
若校验过程中，检测到分类队列中的电能数据存在错误，重复步骤S1和步骤S2，直至校验结果无误，输出分类队列数据；
若检测到报文通信异常，则不再抄读当前电能数据通信通道的报文，直接切换通信协议读取下一个通道的电能数据。
2.根据权利要求1所述的变电站内电能数据获取方法，其特征在于，所述检测到报文通信异常包括：
获取接收报文，根据获取的报文识别字节流中的报文帧，对帧头和帧进行校验，若帧头和帧校验正确，将报文帧存入就绪缓冲区；
对检测获取目标变电站内的电能数据的读取周期，按报文帧发送本周期的抄读报文的循环进行解帧处理。
3.根据权利要求1所述的变电站内电能数据获取方法，其特征在于，所述对获取的电能数据进行预处理包括：
获取输入电信号的采样值序列，对采样值序列的前N点进行加窗处理；
通过插值FFT方法快速确定信号的基波粗糙频率；
根据信号的基波粗糙频率，对离散采样值序列进行加四阶三项窗处理，确定信号的基波频率、幅值、相位。
4.根据权利要求3所述的变电站内电能数据获取方法，其特征在于，所述S2具体包括：
根据信号的基波频率、幅值、相位强度进行分类；
获取电能数据传输通信通道的拓扑关系，从根节点开始对每层子节点进行遍历，直至扫描完整的树状逻辑拓扑；
经轮询全部树状逻辑拓扑得到最佳网络路径，将分类后的电能数据写入分类队列中。
5.根据权利要求4所述的变电站内电能数据获取方法，其特征在于，所述分类队列的队列类型包括：有功序号、无功序号、支路名称、系统名称、表号、功率方向、有功功率和无功功率。
6.根据权利要求1所述的变电站内电能数据获取方法，其特征在于，所述校验过程包括：
当分类队列中电能数据的时间标签与目标变电站内的电能数据的时间标签相同时，相应电能数据通信通道被置为有效位；
否则，电能数据通信通道被置为无效位，所有电能数据通信通道判定完毕后进入下一轮循环；
当任意电能数据通信通道的数据时间标签通过时，该电能数据通信通道的电能数据被视为无效。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种变电站内电能数据获取方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种变电站内电能数据获取方法。
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