[发明专利]基于工控机同步相量测量装置的数据处理系统及报文方法

说明书

技术领域：

本发明涉及电力系统领域，具体涉及基于工控机同步相量测量装置的数据处理系统及报文方法。

背景技术：

目前建设智能电网是各国电力行业的热点，我国提出了建设“坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动”内涵的具有中国特色的智能电网。智能变电站是智能电网的重要组成部分，智能变电站指的是应用先进可靠、高度集成的设备，通过网络化通信、标准化信息平台，实现电网运行数据全面采集、自动运行控制、在线分析决策、协同互动等功能，达到提高变电站运行可靠性、减少人工干预、支撑电网实时控制和智能调节、优化资产利用、电源灵活接入等目标的变电站。

在智能变电站中实现测量、控制、保护等功能的智能综合组件是其必不可少的组成部分，但目前这些设备普遍存在着无法提供绝对精确时标的数据、数据精度不足、采集密度低等缺陷。同步相量测量装置(PMU，Phasor Measurement Unit)自上世纪90年代出现后，因其具有测量精度高、具有精确时标、数据上送速率快等优点，已经得到了广泛的应用，并有逐步取代传统量测设备的趋势，但是目前因对采样速率、对时精度等有较高的要求仅在常规变电站使用，因此研制一种适用于智能变电站的同步相量测量装置成为了一项紧迫的工作。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于工控机的同步相量测量装置及其报文方法。采用嵌入式软硬件平台，在实现传统同步相量测量装置相量计算、故障录波、实时记录分析、实时通信等功能的基础上，实现了符合IEC 61850标准的设备建模、采样值报文接收和解析、与站内监控及其他IED设备数据共享等功能。

本发明提供的一种基于工控机的同步相量测量装置数据处理系统，其改进之处在于，所述系统包括设备逻辑节点模块、逻辑节点0模块、采样值逻辑节点模块、相量逻辑节点模块和扰动记录逻辑节点模块；

所述设备逻辑节点模块，用于描述设备的整体信息；

所述逻辑节点0模块，包括多路采样控制块和GOOSE控制块：

所述多路采样控制块为对应一种模拟量采样方式，存储与模拟量采样相关的属性信息的模块；

GOOSE控制块为对应开关量采样而设置的模块；

所述采样值逻辑节点模块包括：电流互感器逻辑节点模块、电压互感器逻辑节点模块和通用采样逻辑节点模块；

所述电流互感器逻辑节点模块、所述电压互感器逻辑节点模块和所述通用采样逻辑节点模块为分别对应电流采样通道、电压采样通道和开关量采样通道的节点模块；

所述相量逻辑节点模块包括：三相系统测量逻辑节点模块和相序/不平衡逻辑节点模块；

所述三相系统测量逻辑节点模块为存放系统由原始采样值计算得到的三相电压相量、三相电流相量、线路总有功、线路总无功、线路频率和线路频率变化率的节点模块；

所述相序/不平衡逻辑节点模块中存放系统由原始采样值计算得到的正序、负序、零序电压和电流；

所述扰动记录逻辑节点模块：定义了扰动记录功能对应的启动方式、记录时间以及连续启动记录时间间隔信息。

本发明提供的第一优选方案的系统，其改进之处在于，所述电流互感器逻辑节点模块、电压互感器逻辑节点模块和通用采样逻辑节点模块中存储的配置信息均包括：通道ID、通道名称和通道采样值单位；

实时采样数据的数值、时标和品质信息保存在基于所述电流互感器逻辑节点模块、电压互感器逻辑节点模块和通用采样逻辑节点模块的实时采样值数据结构设计的实时数据共享区中。

本发明提供的第二优选方案的系统，其改进之处在于，所述线路频率变化率为每秒线路频率的变化量。

本发明提供的第三优选方案的系统，其改进之处在于，所述三相系统测量逻辑节点模块的数据存储的配置信息包括：数据序号、数据名称、数据转换因子和基于该项计算量设定的扰动记录启动门限值；所述扰动记录启动门限值存放在rangeC数据属性中，并根据系统支持的其他扰动记录启动判据对rangeC数据属性进行扩充。

本发明提供的第四优选方案的系统，其改进之处在于，所述三相电压相量、三相电流相量、线路总有功、线路总无功、线路频率和线路频率变化率、以及正序电压/流、负序电压/流、零序电压/流的数值、时标和品质保存在基于所述电流互感器逻辑节点模块、电压互感器逻辑节点模块和通用采样逻辑节点模块的计算量数据结构设计的计算量数据共享区中。

本发明提供的第五优选方案的系统，其改进之处在于，所述工控机为PCM-821。