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    一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法及裝置制造方法及圖紙

    技術(shù)編號(hào):13971903 閱讀:162 留言:0更新日期:2016-11-10 20:39
    本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法及裝置,該方法包括:合并單元的ADC插件在接收CPU插件發(fā)送過來的同步信息時(shí),通過恒溫晶振產(chǎn)生本地時(shí)間戳,稱為ADC本地時(shí)間戳;當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。該裝置包括CPU插件和ADC插件,所述CPU插件包括同步信息生成模塊、和同步信息發(fā)送模塊,所述ADC插件包括同步信息解析模塊及同步守時(shí)模塊,所述CPU插件和ADC插件通信連接。本發(fā)明專利技術(shù)在采樣脈沖收到干擾出現(xiàn)毛刺或丟失的情況下,能夠根據(jù)自身的同步時(shí)間進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù),短時(shí)間內(nèi)不會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者丟失,在不增加成本的基礎(chǔ)上,提升了采樣的穩(wěn)定性和可靠性。

    【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域,具體涉及一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法及裝置
    技術(shù)介紹
    模擬量合并單元近年隨著智能化變電站的推廣,占有了越來越大的市場(chǎng)份額。模擬量合并單元作為傳統(tǒng)互感器與智能變電站之間的一個(gè)紐帶,起著承上啟下,繼往開來的作用。相比較電子式互感器目前存在的一些問題和不成熟的技術(shù),模擬量合并單元通過直接采集傳統(tǒng)互感器的模擬信號(hào),并將數(shù)據(jù)合并上送,在技術(shù)上具有很多優(yōu)勢(shì)。目前模擬量合并單元常用的實(shí)現(xiàn)方式一般是通過專門的ADC插件實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)的采集轉(zhuǎn)換,然后將數(shù)據(jù)上送給CPU插件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。因?yàn)椴煌哪M回路存在著相位幅值的誤差,所以CPU通常要通過重采樣算法,來消除相位誤差。同時(shí)作為間隔模擬量合并單元還要級(jí)聯(lián)母線合并單元的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)模擬量采集和級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)的同步也要通過重采樣算法實(shí)現(xiàn)。要保證重采樣算法的精度,必須對(duì)ADC插件的采樣過程進(jìn)行同步。目前常用的ADC插件采樣同步方法是CPU插件發(fā)送采樣脈沖給ADC插件,ADC插件在脈沖沿實(shí)現(xiàn)采樣,這種方法存在很大的弊端。通常情況下,變電站環(huán)境中的電磁環(huán)境非常惡劣,采樣脈沖一旦受到任何干擾出現(xiàn)毛刺或者丟失,都會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者丟失,直接影響到后級(jí)重采樣算法。一般合并單元的輸出會(huì)波形畸變,造成變電站中的保護(hù)誤動(dòng)。因此尋找一種方法,提升CPU插件和ADC插件之間的時(shí)間同步的可靠性和穩(wěn)定性,具有非常大的實(shí)際意義。
    技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
    本專利技術(shù)提供了一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法及裝置,以解決現(xiàn)有的采用采樣脈沖的同步方法同步采樣不可靠和不穩(wěn)定的缺陷。為解決上述技術(shù)問題,本專利技術(shù)的智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法包括:合并單元的ADC插件在接收CPU插件發(fā)送過來的同步信息時(shí),通過恒溫晶振產(chǎn)生本地時(shí)間戳,稱為ADC本地時(shí)間戳;當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。所述同步信息包括同步秒脈沖及CPU本地時(shí)間戳。當(dāng)ADC插件接收到的同步信息有效時(shí),根據(jù)同步信息中的CPU本地時(shí)間戳,更新ADC本地時(shí)間戳即TADC=TCPU+Tsend_delay,按照更新后的ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行采樣,其中,TADC為更新后的ADC本地時(shí)間戳,TCPU為CPU本地時(shí)間戳,Tsend_delay異步報(bào)文發(fā)送的延時(shí)時(shí)間。ADC插件對(duì)接收到的同步信息有效性的判斷包括:1)通過ADC插件內(nèi)部的同步計(jì)數(shù)器判斷報(bào)文均勻性,當(dāng)報(bào)文接收時(shí)間的間隔超過設(shè)定的門檻值,判斷報(bào)文無效;2)判斷連續(xù)兩幀報(bào)文的離散型,若LAST_Tcnt-Tcnt>offset,則報(bào)文無效,其中,LAST_Tcnt表示上一次幀間隔的計(jì)數(shù)值,Tcnt表示本次幀間隔的計(jì)數(shù)值,offset為預(yù)設(shè)門限值。當(dāng)連續(xù)無效的報(bào)個(gè)數(shù)不超過設(shè)定值,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù);否則,ADC插件將time_error標(biāo)志位置1,并將發(fā)給CPU的采樣報(bào)文中的品質(zhì)因數(shù)置為無效。本專利技術(shù)的智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步裝置該裝置包括該裝置包括CPU插件和ADC插件,所述CPU插件包括同步信息生成模塊和同步信息發(fā)送模塊,所述ADC插件包括同步信息解析模塊及同步守時(shí)模塊,所述CPU插件和ADC插件通信連接,所述同步信息生成模塊用于生成同步信息,所述同步守時(shí)模塊用于產(chǎn)生ADC本地時(shí)間戳和判斷同步信息的有效性,當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。所述同步信息生成模塊包括B碼接收模塊、秒脈沖產(chǎn)生模塊及本地晶振計(jì)數(shù)器,所述同步信息生成模塊用于生成同步秒脈沖及CPU本地時(shí)間戳。當(dāng)ADC插件接收到的同步信息有效時(shí),根據(jù)同步信息中的CPU本地時(shí)間戳,更新ADC本地時(shí)間戳即TADC=TCPU+Tsend_delay,按照更新后的ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行采樣,其中,TADC為更新后的ADC本地時(shí)間戳,TCPU為CPU本地時(shí)間戳,Tsend_delay異步報(bào)文發(fā)送的延時(shí)時(shí)間。ADC插件對(duì)接收到的同步信息有效性的判斷包括:1)通過ADC插件內(nèi)部的同步計(jì)數(shù)器判斷報(bào)文均勻性,當(dāng)報(bào)文接收時(shí)間的間隔超過設(shè)定的門檻值,判斷報(bào)文無效;2)判斷連續(xù)兩幀報(bào)文的離散型,若LAST_Tcnt-Tcnt>offset,則報(bào)文無效,其中,LAST_Tcnt表示上一次幀間隔的計(jì)數(shù)值,Tcnt表示本次幀間隔的計(jì)數(shù)值,offset為預(yù)設(shè)門限值。當(dāng)連續(xù)無效的報(bào)個(gè)數(shù)不超過設(shè)定值,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù);否則,ADC插件將time_error標(biāo)志位置1,并將發(fā)給CPU的采樣報(bào)文中的品質(zhì)因數(shù)置為無效。本專利技術(shù)的有益效果是:本專利技術(shù)的ADC插件在采樣脈沖收到干擾出現(xiàn)毛刺或丟失的情況下,能夠根據(jù)自身的同步時(shí)間進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù),短時(shí)間內(nèi)不會(huì)造成采樣數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者丟失,在不增加成本的基礎(chǔ)上,提升了采樣的穩(wěn)定性和可靠性。在產(chǎn)生采樣脈沖的同時(shí),記錄CPU本地時(shí)間戳,并將時(shí)間戳隨采樣脈沖發(fā)送至ADC插件,ADC插件根據(jù)CPU本地時(shí)間戳更新ADC本地時(shí)間戳,從而保證了ADC插件與CPU插件在時(shí)間上的同步精度。附圖說明圖1為智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步機(jī)制示意圖;圖2為ADC本地時(shí)間戳產(chǎn)生機(jī)制示意圖;圖3為時(shí)間信息有效性處理邏輯圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖,對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。本專利技術(shù)的智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法實(shí)施例本實(shí)施例的智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法包括:合并單元的ADC插件在接收CPU插件發(fā)送過來的同步信息時(shí),通過恒溫晶振產(chǎn)生本地時(shí)間戳,稱為ADC本地時(shí)間戳;當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。在上述方法中,同步信息為采樣脈沖,當(dāng)同步信息有效時(shí),根據(jù)CPU插件將采樣脈沖發(fā)送給ADC插件,ADC插件在脈沖沿實(shí)現(xiàn)采樣。為了提高ADC插件與CPU插件的時(shí)間同步精度,同步信息包括同步秒脈沖及CPU本地時(shí)間戳,同步秒脈沖及CPU本地時(shí)間戳獲取過程為:CPU插件接收外部同步信號(hào)B碼,并將B碼解析成同步秒脈沖PPS和時(shí)間信息。同時(shí),F(xiàn)PGA將外部的恒溫晶振倍頻到100MHz,并通過一個(gè)32位的本地晶振計(jì)數(shù)器累加,產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)間戳,這里稱為CPU本地時(shí)間戳,其分辨率精確到10ns。CPU的FPGA在外部PPS的上升沿或下降沿,定時(shí)的通過異步串行報(bào)文,發(fā)送本地時(shí)間戳給ADC插件。當(dāng)ADC插件接收上述同步信息時(shí),ADC插件同樣通過將恒溫晶振倍頻到100MHz,產(chǎn)生一個(gè)分辨率為10ns的本地時(shí)間戳,稱之為ADC時(shí)間戳。與CPU不同是,ADC插件通過異步報(bào)文定時(shí)接收CPU發(fā)送過來的時(shí)間信息,并判斷其有效性,當(dāng)報(bào)文無效時(shí),按照恒溫晶振的同步時(shí)鐘即ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。ADC插件根據(jù)采樣周期,定時(shí)的對(duì)模擬量進(jìn)行采集并記錄采樣時(shí)刻的時(shí)間戳,然后通過報(bào)文組幀模塊,將當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)的模擬量值和采樣時(shí)刻的時(shí)間戳一起打包,并通過高速的以太網(wǎng)報(bào)文通過裝置內(nèi)的板間通訊上送給CPU插件。CPU插件收到報(bào)文后,根據(jù)采樣報(bào)文和采樣時(shí)間戳,對(duì)數(shù)據(jù)完成重采樣插值。當(dāng)報(bào)文有效時(shí),首先根據(jù)解析出的CPU本地時(shí)間戳,更新ADC本地時(shí)間戳,具體的更新公式為:TADC=TCPU+Tsend_delay,其中,TADC為更新后的ADC本地時(shí)間戳,TCPU為CPU本地時(shí)間戳,Tsend_delay異步報(bào)文本文檔來自技高網(wǎng)...

    【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
    一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,合并單元的ADC插件在接收CPU插件發(fā)送過來的同步信息時(shí),通過恒溫晶振產(chǎn)生本地時(shí)間戳,稱為ADC本地時(shí)間戳;當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。

    【技術(shù)特征摘要】
    1.一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,合并單元的ADC插件在接收CPU插件發(fā)送過來的同步信息時(shí),通過恒溫晶振產(chǎn)生本地時(shí)間戳,稱為ADC本地時(shí)間戳;當(dāng)ADC插件接收到的同步信息無效,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,所述同步信息包括同步秒脈沖及CPU本地時(shí)間戳。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,當(dāng)ADC插件接收到的同步信息有效時(shí),根據(jù)同步信息中的CPU本地時(shí)間戳,更新ADC本地時(shí)間戳即TADC=TCPU+Tsend_delay,按照更新后的ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行采樣,其中,TADC為更新后的ADC本地時(shí)間戳,TCPU為CPU本地時(shí)間戳,Tsend_delay異步報(bào)文發(fā)送的延時(shí)時(shí)間。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,ADC插件對(duì)接收到的同步信息有效性的判斷包括:1)通過ADC插件內(nèi)部的同步計(jì)數(shù)器判斷報(bào)文均勻性,當(dāng)報(bào)文接收時(shí)間的間隔超過設(shè)定的門檻值,判斷報(bào)文無效;2)判斷連續(xù)兩幀報(bào)文的離散性,若LAST_Tcnt-Tcnt>offset,則報(bào)文無效,其中,LAST_Tcnt表示上一次幀間隔的計(jì)數(shù)值,Tcnt表示本次幀間隔的計(jì)數(shù)值,offset為預(yù)設(shè)門限值。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步方法,其特征在于,當(dāng)連續(xù)無效的報(bào)文個(gè)數(shù)不超過設(shè)定值,按照ADC本地時(shí)間戳進(jìn)行自守時(shí)計(jì)數(shù);否則,ADC插件將time_error標(biāo)志位置1,并將發(fā)給CPU的采樣報(bào)文中的品質(zhì)因數(shù)置為無效。6.一種智能變電站合并單元數(shù)據(jù)采集的同步裝置,其特征在于,該裝置包括CPU插件和ADC插件,所述CPU插件包括同步信息生成模...

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:牟濤楊智德趙應(yīng)兵李剛朱建斌尹明郝威李超田萍周麗娟金全仁
    申請(qǐng)(專利權(quán))人:許繼集團(tuán)有限公司許繼電氣股份有限公司許昌許繼軟件技術(shù)有限公司國(guó)家電網(wǎng)公司
    類型:發(fā)明
    國(guó)別省市:河南;41

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