[发明专利]支持宽带多频数据传输的PMU数据帧构建方法和规约扩展方法

说明书

本发明公开了支持宽带多频数据传输的PMU数据帧和规约扩展方法。以兼容标准PMU规约为前提，在应用层增加了三种数据帧类型：配置帧、业务帧和命令帧，设计了包含数据订阅阶段和数据传送阶段的通信流程，实现包括谐波同步相量、间谐波同步相量和频率模拟量在内的宽带多频数据的通信配置和实时传输。本发明的扩展方法支持各个数据通道多个谐波和间谐波频点数据的实时传输，数据带时标上送，主机可以通过配置帧2实现对指定数据通道和频点的订阅，可以设置实时数据传送周期。本发明提供的扩展方法不改变标准PMU规约的通信机制，完全兼容标准PMU规约接口，是一种方便升级、易于维护、灵活高效的支持宽带多频数据传输的PMU规约扩展方法。

技术领域

本发明涉及电网广域监测领域，尤其是一种支持宽带多频数据传输的PMU数据帧构建方法和规约扩展方法。

背景技术

PMU是以协调世界时间或世界标准时间为基准进行同步相量的测量、传输和记录的装置。PMU测量的数据具有精确的时标，保证时间同步性，可以实现全网测量数据的直接对比和分析，在电力系统中得到了广泛的应用。PMU规约包括对实时通信数据单元结构、通信控制命令、通信流程以及离线数据传输的规定，该规约能够保证通信的实时性、连续性和可靠性。

随着电力电子技术在电网中的广泛应用，由其导致的电力系统谐波和间谐波污染问题日益严重，谐波、间谐波相量数据的宽频测量和实时传输的需求日益强烈。以PMU为基础开发的实时宽带多频信号测量装置能够实现电力系统网络节点中的同步谐波和间谐波相量测量。然而目前的PMU规约适用于工频相量传输，无法满足谐波、间谐波相量数据实时通信的需求。

目前，在完全兼容现有PMU规约，不改变工频相量传输机制的前提下实现宽带多频数据传输的通信方案尚未形成，而通过改变现有PMU规约的运行机制对其进行功能扩展，则无法实现对现有系统接口的兼容，会带来较大的工程改造成本。因此，提供一种在兼容标准PMU规约通信的前提下实现宽带多频数据传输的扩展方法是非常必要的。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，解决宽带多频数据实时传输问题，本发明提出一种支持宽带多频数据传输的PMU数据帧构建方法和规约扩展方法。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种支持宽带多频数据传输的PMU数据帧构建方法，所述PMU数据帧为在兼容标准PMU规约的前提下，在PMU规约的应用层增加支持宽带多频数据传输的数据帧，所述宽带多频数据包括：谐波同步相量、间谐波同步相量、频率模拟量，所述PMU数据帧包括：配置帧、业务帧和命令帧；

所述配置帧包括配置帧1和配置帧2；所述配置帧1由从机生成，包含从机能够送出的所有宽带多频数据通道和频点；配置帧2由主机生成，描述了主机订阅的宽带多频数据通道、频点和传送周期；

所述业务帧用于传输宽带多频数据；

所述命令帧用于控制宽带多频数据的传输。

进一步地，所述业务帧通过本帧数据类型字段来识别宽带多频数据的谐波类型；

所述命令帧通过命令字段来识别命令帧是用于召唤配置帧1或是开启业务数据传输。

进一步地，所述谐波同步相量和间谐波同步相量包括三相电压和电流相量，相量传输形式由幅值和相角组成；所述频率模拟量包括各个交流间隔的频率。

进一步地，所述配置帧结构包括下列字段：同步字、数据选择字段、数据通道数量、数据通道名称、数据通道转换因子、传送周期，所述配置帧通过定义不同的同步字，区分配置帧1和配置帧2；

所述业务帧结构包括下列字段：同步字、时标、本帧数据类型、数据测量值，用于传输宽带多频数据；

所述命令帧结构包括下列字段：同步字、命令字段，用于控制宽带多频数据的传输；