[发明专利]一种智能变电站数字化采样同步转换方法及装置

权利要求书

1.一种智能变电站数字化采样同步转换方法，其特征在于：包括如下过程：

接收数字量采样信号；

根据接收到的数字量采样信号进行自适应转换参数的配置，自适应转换参数的配置包括额定延迟时间的确定、额定相电压的确定和通道映射关系的确定；额定延迟时间用于采样转换的相位同步，额定相电压用于确定输出模拟量信号的有效值比例，通道映射关系用于采样转换通道选取及输出相别对应；

所述额定延迟时间的确定的过程如下：

若采用9-1采样则直接从采样报文固定字节处读取额定延迟时间，若采用9-2采样则检索所有的采样通道，将数据值恒定且在额定延迟规定范围内的采样通道选为额定延迟时间的对应通道，然后从该通道中报文固定字节处读取额定延迟时间；

所述额定相电压的确定的过程如下：

若采用9-1采样则直接从报文固定字节处读取额定相电压，若采用9-2采样则通过计算接收数字量采样的有效值，结合一次系统的电压等级标准和变电站实际电压波动范围确定额定相电压；

所述通道映射关系的确定的过程如下：

若采用9-1采样则按需求转换对应的采样模拟量，若采用9-2采样则计算接收到的所有采样通道的有效值和相位，选择满足有效值接近且相位依次相差约120°条件的三组通道，作为输入数字量采样的三相电压信号；

根据自适应转换参数确定调整后的输出采样值和整周期延迟时间；

根据预设的输出控制比例将输入数字化采样值变换为输出模拟量，并根据整周期延迟时间延迟输出；

所述根据自适应转换参数确定整周期延迟时间的过程如下：

采用过零法确定原始采样信号的频率，通过计算正弦信号同向过零点的时间差, 获取信号的周期时间；

通过傅式算法计算信号在两个过零点的基波相位得到两次过零点对应的暂态相位补偿时间；

通过信号的周期时间与暂态相位补偿时间计算得到实际信号周期；

通过实际信号周期、额定延迟时间和内部总延迟时间计算得到整周期延迟时间。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站数字化采样同步转换方法，其特征在于：

所述接收数字量采样信号之后还包括如下过程：

判断帧启动符是否有效，若有效则记录当前接收数据的相对时间并进入数据接收状态，否则进入空闲状态；

判断接收的数据字节数是否超过允许的最大帧长度，若是则停止接收本帧后续数据并进入空闲状态，否则继续接收数据。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站数字化采样同步转换方法，其特征在于：

在接收数字量采样信号的过程中，对采样值报文的MAC地址进行判定，若地址匹配，则继续接收，否则将不匹配的数据丢弃；

接收完毕后，对接收数据进行CRC校核。

4.根据权利要求1所述的一种智能变电站数字化采样同步转换方法，其特征在于：

所述根据自适应转换参数确定调整后的输出采样值的过程如下：

对原始的采样值进行拟合插值计算，获取采样输出离散序列。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述方法的智能变电站数字化采样同步转换装置，其特征在于：包括：

光纤收发模块，用于采样数字量信号；

FPGA模块，用于接收数字量采样信号，同时控制D/A模块输出模拟量信号；

主控CPU模块，用于根据接收到的数字量采样信号进行自适应转换参数的配置，自适应转换参数的配置包括额定延迟时间的确定、额定相电压的确定和通道映射关系的确定；额定延迟时间用于采样转换的相位同步，额定相电压用于确定输出模拟量信号的有效值比例，通道映射关系用于采样转换通道选取及输出相别对应；根据自适应转换参数确定调整后的输出采样值和整周期延迟时间；以及

D/A模块，用于根据预设的输出控制比例将输出采样值变换为输出模拟量，并根据整周期延迟时间延迟输出。

6.根据权利要求5所述的一种智能变电站数字化采样同步转换装置，其特征在于：

FPGA模块还用于判断帧启动符是否有效，若有效则记录当前接收数据的相对时间并进入数据接收状态，否则进入空闲状态；判断接收的数据字节数是否超过允许的最大帧长度，若是则停止接收本帧后续数据并进入空闲状态，否则继续接收数据。