[发明专利]一种智能变电站系统中实现采样值同步的方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能变电站技术领域，尤其涉及一种智能变电站系统中实现采样值同步的方法。

背景技术

随着半导体技术、计算机技术、通信技术的发展，包括电子式互感器、光纤以太网络、百兆交换机技术在变电站中都得到了广泛的应用。同时，智能电网概念的提出也要求变电站必须尽快实现智能化，从而提高电网系统的可靠性、经济性指标。智能变电站与传统变电站相比，电压、电流等电气量采样从集中式改为分布式，即采样由分散到变电站的不同地点(间隔)的不同装置(合并单元，即MU)完成。由于每个装置的系统时钟不同，导致采样时刻存在差异，因此需要进行同步处理才能满足跨间隔设备的要求。

现有的做法是，在变电站架设采样同步网，接入该网络的除了各个采样装置之外，还包括一个时钟发生器。时钟发生器每隔一定间隔发出同步信号，各采样装置接收到该信号后将自己的系统时钟清零，从而实现同步。但该方案的缺点在于：

1)需要在变电站架设独立的同步网，增加了投资；

2)同步的可靠性以靠于同步网中的每个设备以及通信链路，任一环节出错都会导致设备工作异常。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能变电站系统中实现采样值同步的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能变电站系统中实现采样值同步的方法，包括步骤：

a：保护装置实时监视各个数据的接收时刻；

b：采用锁相环算法推知各个合并单元的采样时刻；

c：通过线性插值算法得到与保护装置时钟对应的采样时刻的信息，实现保护装置与合并单元各个采样值的同步。

其中，步骤a中通过保护装置内部的现场可编程门阵列单元进行数据监视。

其中，步骤b中所述锁相环算法具体包括步骤：

S1：保护装置内部的现场可编程门阵列芯片实时监视以太网报文到来时刻，保护装置根据需要，设定算法数据窗的大小；

S2：保护装置跟踪数据的接收时刻，得出MU系统时钟和保护装置系统时钟的偏差及其变化趋势，作为数据插值算法的依据；

S3：对数据进行插值得到同步数据。

其中，步骤b中采用锁相环算法时，保护装置置同步丢失标志，同时闭锁相关功能。

其中，步骤c中所述线性插值算法具体为通过原始采样点的直线近似代替实际波形；线性插值的单位冲击响应见如下公式：

其中，所述保护装置为数据接收装置。

其中，所述合并单元为分布式采样装置。

本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：本发明采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片跟踪各个数据的接收时刻，再采用锁相环(PLL)算法推知各个采样装置的采样时刻，进而通过插值或拟和算法得到与接收装置时钟对应的采样时刻的信息，从而实现各个数据的同步。本发明采用硬件实施，精度高、实时性强；节省二次设备的软件工作量，提高二次设备的工作效率；同时，可以灵活配置，实现不同采样率数据的输出；提高了系统的可靠性。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明实施例示意图；

图3是本发明线性插值示意图。

具体实施方式

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

请参阅图1所示，本发明方法流程图，包括：

步骤101：保护装置实时监视各个数据的接收时刻；

步骤102：采用锁相环算法推知各个合并单元的采样时刻；

步骤103：通过线性插值算法得到与保护装置时钟对应的采样时刻的信息，实现保护装置与合并单元各个采样值的同步。

线性插值算法如图3所示，图中，[x0，y0]、[x1，y1]为原始采样值，线性插值的几何意义就是用通过原始采样点的直线近似代替实际波形。线性插值的单位冲击响应见如下公式。

线性插值算法简单易实现，完全可以满足智能变电站系统的应用。

其中，保护装置为数据接收装置；合并单元为分布式采样装置。

下面结合具体实施例作进一步阐述，请参阅图2所示：

图中以一个合并单元(MU)为例。假设MU的系统时钟刻度为250微秒，即每秒4000点。保护装置的系统时钟刻度为833微秒，即每周波(20ms)24点采样，锁相环算法主要内容如下：