[发明专利]配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法

说明书

本发明公开了一种配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法，该方法涉及的配电网广域测量系统的设备包括个相量数据集中器和N台基于同步时钟的相量采集单元，N个相量采集单元将打上时标的实时数据帧发送给相量数据集中器，然后相量数据集中器对齐所有N个相量采集单元上发的实时数据的时标，将相同时标的数据组成一帧再转发给主站。该方法具有以下特点：(1)可通过设置配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法中循环队列容量n适应相量数据集中器与相量采集单元之间通信网络传输时间延迟或相量采集单元自身程序运行时间延迟，解决丢帧出错问题；(2)该方法也适用于接收不同速率的实时相量数据帧。

技术领域

本发明涉及电力系统广域测量系统领域，更具体涉及配电网广域测量系统领域，数据集中器对N台基于同步时钟的相量采集单元实时相量数据的时间对齐方法。

背景技术

随着配电网的快速发展以及风电、光伏等分布式能源的大量接入，给配电网的运行带来了新的技术难题，对配电网的安全、稳定、经济和可靠性产生大量影响，配电网的稳定监控变得尤为重要，国内外正在积极探索同步相量测量技术在配电网的应用。基于同步相量测量技术的广域测量系统中相量采集单元基于全球卫星定位系统，在电力系统的不同节点采集实时数据送到数据集中器。相量数据集中器同时接收多个相量采集单元的测量数据，对齐所有相量采集单元测量数据的时标，组包发送给主站。

目前在主网与配电网中，光纤通信具有通信信息量大、抗干扰能力强等优点,在可靠性、通信速率、延迟等各方面均是最理想的。光纤通讯是主网通信的首选，但是配电网中监控网络分散，测控点多面广，施工条件限制和运行成本等原因，光纤通信方式难以或不可能全部部署整个配电网，因而配电网广域测量系统中相量数据集中器到主站上行通信采用光纤通信方式，相量数据集中器与相量采集单元之间下行通信方式选择光纤通信、无线通信以及电力线载波通信的混合通信方案。由于通信网络传输延迟或相量采集单元自身程序运行时间不同等原因，不同节点的相量采集单元相同时间采集的实时数据不能同时上送到相量数据集中器，从而会在相量数据集中器将同一时间戳的所有相量采集单元数据帧打包发送给主站时，由于存在相量采集单元的实时数据帧还没传送到相量数据集中器，出现数据帧丢包出错的问题。

A Flexible Phasor Data Concentrator Design Leveraging ExistingSoftware Technologies.IEEE Transactions on Smart Grid,2010,1(1)(一种利用现有软件技术的柔性相量数据集中器设计，IEEE智能电网汇刊，2010,1(1))，提出了一种基于时间控制的数据对齐的思路，但并未给出具体的实现方法。

因此，一种配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何去解决配电网广域测量系统中相量数据集中器与相量采集单元之间通信网络传输时间延迟或相量采集单元自身程序运行时间不同等原因造成的丢帧出错问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法。该时间对齐方法涉及的配电网广域测量系统包括主站、相量数据集中器、交换机以及N个基于同步时钟的相量采集单元，N个相量采集单元通过交换机与相量数据集中器通信连接，传输层采用通信协议；N个相量采集单元将采集到的每一个实时数据帧打上时标并发送给相量数据集中器，相量数据集中器将接收到的每一个实时数据帧按照时标进行时间对齐，并将相同时标的数据组成一帧后再转发给主站，其具体步骤包括：

步骤1，参数的设定

将N个相量采集单元中的任一个相量采集单元记为相量采集单元i，i＝1,2,3…,N；相量采集单元i发送到相量数据集中器的实时数据帧的时标记为数据帧时标t；