CN115825651B

CN115825651B - 数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质

Info

Publication number: CN115825651B
Application number: CN202211502058.7A
Authority: CN
Inventors: 刘伟; 卜权; 周诚玺
Original assignee: Jiayuan Technology Co Ltd
Current assignee: Jiayuan Technology Co Ltd
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2042-11-28
Also published as: CN115825651A

Abstract

本方案涉及一种数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质。所述方法包括：获取配电网线路两端的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布；计算配电网线路两端的电压角度差；当发生故障时，分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并进行数据同步计算。根据采集的电压电流向量数据以及阻抗参数计算电压角度差，即将电流电压向量数据与角度差进行结合，避免了采用故障分量的电流同步的方法，由于电流采样数值同步受到电源大小、故障角不同的影响有误差可能较大，采样电压同步受到两侧线路长度和接地电阻大小的影响，提高了数据同步的精确度。

Description

数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别是涉及一种数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质。

背景技术

为了提高供电可靠性和供电质量，运用高性能的配电设备技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，这就是配电网自动化。在配网自动化终端应用中，针对某些应用功能要求采集的电压量和电流量是同步采集的，例如回路功率计算等等，这样的话可以进行相位上的互相比较和运算。因此，为了提高配网自动化终端类产品的用户使用体验与产品工作性能，配网自动化终端的数据同步刷新显得尤为重要。传统的数据同步方法采用“乒乓式”同步采样原理，要求两端通信延时一致。

然而，传统的数据同步方法对信号传输通道有要求，若采用GPS卫星通信，会受到天气，安全等因素的影响，可靠性不足。因此，传统的数据同步方法存在数据同步精确度较低的问题。

发明内容

基于此，为了解决上述技术问题，提供一种数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质，可以提高数据同步的精确度。

一种数据同步方法，所述方法包括：

获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取所述配电网线路的阻抗参数分布；

根据所述电压电流向量数据、所述阻抗参数分布计算所述配电网线路两端的电压角度差；

当发生故障时，分别采集发生故障时刻所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；

根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

当发生故障时，分别获取所述配电网线路两端的故障电压电流向量数据；

根据所述故障电压电流向量数据、所述电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；

根据所述突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据所述同步点范围定位结果采集发生故障时刻，所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

在其中一个实施例中，所述根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，包括：

将所述配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据所述电压角度差平移所述配电网线路一侧的周波电压数据。

在其中一个实施例中，所述根据所述电压角度差平移所述配电网线路一侧的周波电压数据，包括：

确定所述电压角度差对应的突变时间范围；

当所述突变时间范围超过一个周波时间时，根据所述电压角度差将所述配电网线路一侧的周波电压数据往左或者往右平移一个周波，再次计算平移后的电压角度差；

根据所述平移后的电压角度差确定所述电压数据是否对齐。

在其中一个实施例中，所述根据所述平移后的电压角度差确定所述电压数据是否对齐，包括：

确定所述平移后的电压角度差对应的平移后的突变时间范围；

当所述平移后的突变时间范围在一个周波时间内时，所述电压数据对齐；

若所述平移后的突变时间范围不在一个周波时间内，则再次对所述电压数据进行平移处理。

一种数据同步系统，所述系统包括：

数据获取模块，用于获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取所述配电网线路的阻抗参数分布；

电压角度差计算模块，用于根据所述电压电流向量数据、所述阻抗参数分布计算所述配电网线路两端的电压角度差；

电压数据采集模块，用于当发生故障时，分别采集发生故障时刻所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；

数据对齐模块，用于根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。

一种配网终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

上述数据同步方法、系统、配网终端设备及存储介质，通过获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取所述配电网线路的阻抗参数分布；根据所述电压电流向量数据、所述阻抗参数分布计算所述配电网线路两端的电压角度差；当发生故障时，分别采集发生故障时刻所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。根据采集的电压电流向量数据以及阻抗参数计算电压角度差，即将电流电压向量数据与角度差进行结合，避免了采用故障分量的电流同步的方法，由于电流采样数值同步受到电源大小、故障角不同的影响有误差可能较大，采样电压同步受到两侧线路长度和接地电阻大小的影响，提高了数据同步的精确度。

附图说明

图1为一个实施例中数据同步方法的应用环境图；

图2为一个实施例中数据同步方法的流程示意图；

图3为一个实施例中被保护配电网线路的π型数学模型示意图；

图4为另一个实施例中数据同步方法的流程示意图；

图5为一个实施例中数据同步系统的结构框图；

图6为一个实施例中配网终端设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的数据同步方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，该应用环境包括配网终端设备110，其中，配网终端设备110可以有两个，分别设置在配电网线路120的两端。配网终端设备110可以获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布；配网终端设备110可以根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差；当发生故障时，配网终端设备110可以分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；配网终端设备110可以根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。其中，配网终端设备110可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、机器人、平板电脑等设备。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种数据同步方法，包括以下步骤：

步骤202，获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布。

如图1所示，配电网线路120两端可以分别设置有线路保护装置130，在输电线路正常运行的情况下，未检测到系统故障。此时，配网终端设备110可以获取通过设置在配电网线路120两端的线路保护装置130采集的电压电流向量数据。

在本实施例中，被保护配电网线路的π型数学模型如图3所示，图中分别表示被保护配电网线路两侧线路保护装置求得的电流和电压矢量的正序分量，R₁、L₁和C分别表示测量得到的线路的电阻，电抗和对地电容正序参数；图3公式Z_L＝R₁+jωL₁中，Z_L表示线路L的等效阻抗，j为虚部，ω表示2πf，即ω和频率相关。

步骤204，根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差。

配网终端设备可以根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差，具体的，计算公式为：

其中，表示线路L的电流，/>表示线路L从M侧流到N侧的电流，/>为通过一侧电压向量计算出的另外一侧电压向量。

步骤206，当发生故障时，分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

当发生故障时，电压会产生突变，配电网线路一侧的配网终端设备可以采集当前电压数据，并将当前时刻的电压数据、当前时刻前两个周波的电压数据、当前时刻后两个周波的电压数据一起打包发给配电网线路另一侧的配网终端设备，同时，配电网线路一侧的配网终端设备可以将本地的电压数据保存下来。

步骤208，根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。

配电网线路另一侧的配网终端设备接收到传输过来的电压数据后，可以开始对齐工作。具体的，配网终端设备可以进行角度差修正同步点，从而实现数据同步。

在本实施例中，配网终端设备通过获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布；根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差；当发生故障时，分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。根据采集的电压电流向量数据以及阻抗参数计算电压角度差，即将电流电压向量数据与角度差进行结合，避免了采用故障分量的电流同步的方法，由于电流采样数值同步受到电源大小、故障角不同的影响有误差可能较大，采样电压同步受到两侧线路长度和接地电阻大小的影响，提高了数据同步的精确度。

在一个实施例中，提供的一种数据同步方法还可以包括实现同步点范围定位的过程，具体过程包括：当发生故障时，分别获取配电网线路两端的故障电压电流向量数据；根据故障电压电流向量数据、电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；根据突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据同步点范围定位结果采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

当发生故障时，电压会产生突变，此时配网终端设备根据电压突变量数据实现同步点范围定位。计算公式为：

其中，N为每周期的采样点数；U_K为当前时刻(a,b,c相)相电压的采样值，U_K-N为一个周期前对应时刻的电压采样值；U_K-2N为两个周期前对应时刻的电压采样值；K_rel为预定门槛值。配网终端设备可以获取到电压数据，当电压数据满足上述公式时，配网终端设备可以采集前两个周波和后两个周波的电压数据。

在一个实施例中，提供的一种数据同步方法还可以包括进行对齐处理的过程，具体过程包括：将配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据电压角度差平移配电网线路一侧的周波电压数据。

当配电网线路一侧配网终端设备获取到配电网线路另一侧配网终端设备传送过来的电压数据后，可以开始对齐工作，由于电压突变量的时刻同步不够精确，但同步误差在一个周波内。而采样系统参数同步的方法，角度差精确，但由于角度以360°为一周，不清楚具体哪一个周波。为此，获取电压数据后，采用平移对齐法进行同步，具体为配网终端设备将两侧电压周波数据对齐，先将首端数据对齐，在电压过零点处对齐，并根据公式计算出角度差θ，假定配电网线路M侧电压超前配电网线路N侧θ，则将配电网线路M侧电压平移θ。

在一个实施例中，提供的一种数据同步方法还可以包括数据平移对齐的过程，具体过程包括：确定电压角度差对应的突变时间范围；当突变时间范围超过一个周波时间时，根据电压角度差将配电网线路一侧的周波电压数据往左或者往右平移一个周波，再次计算平移后的电压角度差；根据平移后的电压角度差确定电压数据是否对齐。

配网终端设备在将两侧周波电压数据进行对齐后，可以再次获取电压突变时刻的角度差，若超过一周波时间，则将M侧电压数据对齐点往左平移一个周波，或往右平移一个周波，直到两侧电压突变时刻的角度差在一个周波内时，两侧对齐。

在一个实施例中，提供的一种数据同步方法还可以包括确定电压数据是否对齐的过程，具体过程包括：确定平移后的电压角度差对应的平移后的突变时间范围；当平移后的突变时间范围在一个周波时间内时，电压数据对齐；若平移后的突变时间范围不在一个周波时间内，则再次对电压数据进行平移处理。

在一个实施例中，如图4所示，提供的一种数据同步方法包括：

配网终端设备获取配电网线路数据参数，计算出当前电压电流下的两侧电压

角度差；

当发生区内或区外故障时，一侧的配网终端设备通过电压突变量定位同步范围，并保存突变时刻以及突变前两个周波的电压数据；

配网终端设备将数据发送给对侧配网终端设备，对侧配网终端设备在收到数据后，和本地的数据进行平移对齐；

首先，以过零点将两侧数据对齐，并根据系统平时运行时计算出的角度差，进行平移；

对比两侧平移后的数据，观察电压突变量发生时刻的误差是否在一个周波内；

若是，两侧数据对齐，可根据对齐点进行接下来数据的同步计算；

若否，两侧数据相差一个周波的整数倍，将数据往前或者往后平移一个周波，再对比两侧平移后的数据，观察电压突变量发生时刻的误差是否在一个周波内。

应该理解的是，虽然上述各个流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述各个流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种数据同步系统，包括：数据获取模块510、电压角度差计算模块520、电压数据采集模块530和数据对齐模块540，其中：

数据获取模块510，用于获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布；

电压角度差计算模块520，用于根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差；

电压数据采集模块530，用于当发生故障时，分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；

数据对齐模块540，用于根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。

在一个实施例中，电压数据采集模块530还用于当发生故障时，分别获取配电网线路两端的故障电压电流向量数据；根据故障电压电流向量数据、电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；根据突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据同步点范围定位结果采集发生故障时刻，配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

在一个实施例中，数据对齐模块540还用于将配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据电压角度差平移配电网线路一侧的周波电压数据。

在一个实施例中，数据对齐模块540还用于确定电压角度差对应的突变时间范围；当突变时间范围超过一个周波时间时，根据电压角度差将配电网线路一侧的周波电压数据往左或者往右平移一个周波，再次计算平移后的电压角度差；根据平移后的电压角度差确定电压数据是否对齐。

在一个实施例中，数据对齐模块540还用于确定平移后的电压角度差对应的平移后的突变时间范围；当平移后的突变时间范围在一个周波时间内时，电压数据对齐；若平移后的突变时间范围不在一个周波时间内，则再次对电压数据进行平移处理。

在一个实施例中，提供了一种配网终端设备，该配网终端设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该配网终端设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该配网终端设备的处理器用于提供计算和控制能力。该配网终端设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该配网终端设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据同步方法。该配网终端设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该配网终端设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是配网终端设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的配网终端设备的限定，具体的配网终端设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种配网终端设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取通过设置在配电网线路两端的线路保护装置采集的电压电流向量数据，并获取配电网线路的阻抗参数分布；

根据电压电流向量数据、阻抗参数分布计算配电网线路两端的电压角度差；

当发生故障时，分别采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据；

根据电压角度差对电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：当发生故障时，分别获取配电网线路两端的故障电压电流向量数据；根据故障电压电流向量数据、电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；根据突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据同步点范围定位结果采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：将配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据电压角度差平移配电网线路一侧的周波电压数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定电压角度差对应的突变时间范围；当突变时间范围超过一个周波时间时，根据电压角度差将配电网线路一侧的周波电压数据往左或者往右平移一个周波，再次计算平移后的电压角度差；根据平移后的电压角度差确定电压数据是否对齐。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：确定平移后的电压角度差对应的平移后的突变时间范围；当平移后的突变时间范围在一个周波时间内时，电压数据对齐；若平移后的突变时间范围不在一个周波时间内，则再次对电压数据进行平移处理。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当发生故障时，分别获取配电网线路两端的故障电压电流向量数据；根据故障电压电流向量数据、电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；根据突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据同步点范围定位结果采集发生故障时刻配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：将配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据电压角度差平移配电网线路一侧的周波电压数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定电压角度差对应的突变时间范围；当突变时间范围超过一个周波时间时，根据电压角度差将配电网线路一侧的周波电压数据往左或者往右平移一个周波，再次计算平移后的电压角度差；根据平移后的电压角度差确定电压数据是否对齐。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：确定平移后的电压角度差对应的平移后的突变时间范围；当平移后的突变时间范围在一个周波时间内时，电压数据对齐；若平移后的突变时间范围不在一个周波时间内，则再次对电压数据进行平移处理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种数据同步方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算；

所述根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，包括：将所述配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据所述电压角度差平移所述配电网线路一侧的周波电压数据。

2.根据权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据所述同步点范围定位结果采集发生故障时刻所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

3.根据权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，所述根据所述电压角度差平移所述配电网线路一侧的周波电压数据，包括：

确定所述电压角度差对应的突变时间范围；

根据所述平移后的电压角度差确定所述电压数据是否对齐。

4.根据权利要求3所述的数据同步方法，其特征在于，所述根据所述平移后的电压角度差确定所述电压数据是否对齐，包括：

5.一种数据同步系统，其特征在于，所述系统包括：

数据对齐模块，用于根据所述电压角度差对所述电压数据进行对齐处理，并根据对齐后的电压数据进行数据同步计算；

所述数据对齐模块，还用于将所述配电网线路两侧的周波电压数据在电压过零点处首端对齐，并根据所述电压角度差平移所述配电网线路一侧的周波电压数据。

6.根据权利要求5所述的数据同步系统，其特征在于，所述电压数据采集模块，还用于当发生故障时，分别获取所述配电网线路两端的故障电压电流向量数据；根据所述故障电压电流向量数据、所述电压电流向量数据，计算突变电压电流向量数据；根据所述突变电压电流向量数据进行同步点范围定位，并根据所述同步点范围定位结果采集发生故障时刻，所述配电网线路两侧的前两个周波和后两个周波的电压数据。

7.一种配网终端设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。