[发明专利]智能电网模拟量采集装置、方法及系统

权利要求书

1.一种使用智能电网模拟量采集装置进行的通道和采样率配置方法，所述智能电网模拟量采集装置包括电子式互感器、合并单元，所述电子式互感器包括电子式电流互感器、电子式电压互感器，所述合并单元包括母线合并单元、间隔合并单元，所述母线合并单元输入端与所述电子式电压互感器相连，所述母线合并单元输出端与所述间隔合并单元相连，所述母线合并单元用于接收所述电子式电压互感器的输出信号，组合各段母线电压采样值，输出给所述间隔合并单元；所述间隔合并单元与所述电子式电流互感器相连，所述间隔合并单元用于获取所述母线合并单元的电压采样信号、以及所述电子式电流互感器输出的电流采样值，且所述间隔合并单元用于将电压电流统一合并后输出给间隔层设备，其特征在于，所述间隔合并单元执行如下步骤：

A.配置初始化，通过解析SCL配置文件，获取每个MSVCB对应的通道内容，以及采样速率；

B.采样数据读取与打时标，实时侦听间隔合并单元所连接的电子式电流互感器采样信号、以及所级联的母线合并单元发过来的电压采样信号，记录采样数据值并打上数据接收时刻时标；

C.数据缓存与队列管理，采用循环缓存方式按顺序记录每个采样信息，每个信息包括采样值及其时标，缓存区长度根据采样率与角差补偿范围确定；

D.采样跟踪，根据实际采样率对缓存队列进行跟踪、以获取所需要采样率的数据；

E.同步插值，使用采样跟踪信号获取当前发送报文时刻的采样值，保证不同通道采样同步；

F.编码组帧，按照IEC61850-9-2协议格式要求，根据MSVCB对应数据集内容，选取对应通道插值计算后的数据进行编码组帧，然后发送出去；

在所述步骤E中，包括如下步骤：

E1.计算插值粗略位置，通过角差补偿值进行计算，角差补偿的目的是消除采样固有延迟的影响，包括电子式电流互感器固有延迟、以及经母线合并单元处理后的固有延迟；

E2.提取缓存数据，根据计算的插值粗略位置，从循环缓存中提取对应数据，无数据时应取上一次采样数据代替，数据过多时应取采样跟踪间隔内最后一个采样值，提取出的数据同时包括数值与时标，设数据时标与采样跟踪信号之间的时间差为ΔT；

E3.计算插值精确位置；

E4.插值计算，根据提取的缓存数据，以及计算得到的插值精确位置，进行插值运算，计算出当前时刻采样值。

2.根据权利要求1所述的通道和采样率配置方法，其特征在于，在所述步骤A中，定义配置内容的格式，配置内容通过符合IEC61850-6标准的SCL配置文件来描述，并使用符合IEC61850-7标准的方式建模，其配置与建模方式包括：

每一个输入的电子式互感器采样信号通过单独的逻辑节点来建模，保护、测量、计量三相电流分别建模TCTR1~ TCTR3、TCTR4~ TCTR6、TCTR7~ TCTR9，保护、测量三相电压分别建模TVTR1~ TVTR3、TVTR4~ TVTR6；

每一个多播采样值控制块（MSVCB）对应合并单元的一个采样值报文输出端口，控制块名依次为MSVCB01~ MSVCB08，每个控制块引用一个数据集，数据集包含了对应采样值发送报文所包含的采样通道内容，数据集名称依次为PhsMeas1~ PhsMeas8；

通过配置数据集内容来实现通道可配置，配置方法是将对应逻辑节点数据放置到数据集下；

通过配置MSVCB属性smpRate来更改对应端口的采样率，采样率不能连续配置，只能选取几种典型的速率，包括80、200、256、400和/或512点/周波。

3.根据权利要求1所述的通道和采样率配置方法，其特征在于，在所述步骤D中，包括如下步骤：

D1.生成基准时钟，通过PLL电路的倍频产生标准的基准时钟信号，基准时钟频率为100MHz；

D2.根据采样率分频，采样率配置范围为80、200、256、400和/或512点/周波，对应的时钟频率依次为4kHz、10kHz、12.8kHz、20kHz和/或25.6kHz；

D3.时钟补偿，对于不是整数倍分频的时钟频率，采用动态补偿方法进行修补。