智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，采樣值以報(bào)文的形式傳輸，方法包括如下步驟：將報(bào)文保留字段的填充值初始化為0；報(bào)文開始進(jìn)入交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)；得到報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將其與保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換保留字段中的數(shù)據(jù)；判斷報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，如是，執(zhí)行下一步驟；否則，尋找下一交換機(jī)并返回；取得保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。實(shí)施本發(fā)明的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置，具有以下有益效果：非同步采樣能組網(wǎng)傳輸、能確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。
【專利說(shuō)明】智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站控制領(lǐng)域，特別涉及一種智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前智能變電站米樣值報(bào)文有兩種傳輸方式:一是組網(wǎng)傳輸，二是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。組網(wǎng)傳輸相對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸具有可以采用任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)共享等優(yōu)點(diǎn)，擺脫了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸物理線路連接不靈活、不易擴(kuò)展的限制。但目前的組網(wǎng)傳輸技術(shù)要求采樣設(shè)備(如電子互感器)進(jìn)行同步采樣，由于同步采樣要求有外部高精度時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)時(shí)，增加了設(shè)備復(fù)雜度和維護(hù)成本，如果設(shè)備時(shí)鐘不同步將導(dǎo)致保護(hù)單元數(shù)據(jù)重采樣時(shí)產(chǎn)生相位差，引起保護(hù)單元的誤判，造成不良后果。非同步采樣進(jìn)行組網(wǎng)傳輸遇到的難題是網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延不確定性，當(dāng)前，非同步采樣的采樣值數(shù)據(jù)是不能組網(wǎng)傳輸?shù)摹?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述非同步采樣不能組網(wǎng)傳輸、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不確定的缺陷，提供一種非同步采樣能組網(wǎng)傳輸、能確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，所述采樣值以報(bào)文的形式傳輸，所述報(bào)文包括保留字段，所述獲取方法包括如下步驟:
A)將所述保留字段的填充值初始化為O;
B)所述報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄所述報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)；
C)依據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到所述報(bào)文在所述當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將所述駐留時(shí)間與所述保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換所述保留字段中的數(shù)據(jù)；
D)判斷所述報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，如是，執(zhí)行步驟E);否則，尋找下一交換機(jī)并返回步驟B);
E)取得所述保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。
[0005]在本發(fā)明所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法中，所述步驟B)中通過(guò)記錄所述報(bào)文的第一位到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄所述報(bào)文開始離開所述交換機(jī)的時(shí)刻得到所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。
[0006]在本發(fā)明所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法中，所述步驟C)中的駐留時(shí)間等于所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。
[0007]在本發(fā)明所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法中，在所述步驟A)之前還包括預(yù)處理步驟:
A0)采集所述智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值； Al)將所述采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將所述額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中。
[0008]在本發(fā)明所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法中，在所述步驟E)之后還包括步驟:
F)將所述額定時(shí)延與所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后的值得到采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣。
[0009]本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，所述采樣值以報(bào)文的形式傳輸，所述報(bào)文包括保留字段，所述裝置包括:
初始化單元:用于將所述保留字段的填充值初始化為O ;
時(shí)間點(diǎn)記錄單元:用于使所述報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄所述報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)；
數(shù)據(jù)替換單元:用于依據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到所述報(bào)文在所述當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將所述駐留時(shí)間與所述保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換所述保留字段中的數(shù)據(jù)；
目標(biāo)位置判斷單元:用于判斷所述報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，并在到達(dá)時(shí)尋找下一交換機(jī)；
網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取單元:用于取得所述保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。
[0010]在本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置中，所述時(shí)間點(diǎn)記錄單元中通過(guò)記錄所述報(bào)文的第一位到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄所述報(bào)文開始離開所述交換機(jī)的時(shí)刻得到所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。
[0011]在本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置中，所述數(shù)據(jù)替換單元中的駐留時(shí)間等于所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。
[0012]在本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置中，還包括:
采集單元:用于采集所述智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值；
額定時(shí)延獲取單元:用于將所述采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將所述額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中。
[0013]在本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置中，還包括:
時(shí)間相加及重采樣單元:用于將所述額定時(shí)延與所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后得到的值推算出采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣。
[0014]實(shí)施本發(fā)明的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置，具有以下有益效果:由于通過(guò)記錄報(bào)文開始進(jìn)入交換機(jī)的時(shí)刻以及開始離開交換機(jī)的時(shí)刻，并由此得到報(bào)文在交換機(jī)中的駐留時(shí)間，將駐留時(shí)間與保留字段中的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加并將疊加后得到的值替換保留字段中的數(shù)據(jù)，將報(bào)文經(jīng)過(guò)的所有交換機(jī)的駐留時(shí)間全部疊加后就得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值，所以其非同步采樣能組網(wǎng)傳輸、能確定網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置一個(gè)實(shí)施例中報(bào)文格式的示意圖；
圖2為所述實(shí)施例中組網(wǎng)傳輸時(shí)延計(jì)算的原理示意圖；
圖3是所述實(shí)施例中獲取方法的流程圖；
圖4是所述實(shí)施例中預(yù)處理步驟的流程圖；
圖5是所述實(shí)施例中報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取方法的不意圖；
圖6是所述實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是所述實(shí)施例中交換機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]在本發(fā)明智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法及裝置實(shí)施例中，智能變電站采樣值(Sample Value，簡(jiǎn)稱SV)報(bào)文采用以太網(wǎng)幀格式承載。圖1是本實(shí)施例中報(bào)文格式的示意圖，其中，SV以太網(wǎng)巾貞格式有4個(gè)字節(jié)的保留字段，Reservedl和Reserved2為保留字段，協(xié)議規(guī)定該保留字段用在特殊場(chǎng)合保留使用，本實(shí)施例中，使用該保留字段存儲(chǔ)報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延數(shù)值。值得一提的是，該種時(shí)延存儲(chǔ)方法也適用于GOOSE報(bào)文格式。如圖1所示，報(bào)文頭部到保護(hù)字段共有22字節(jié)的報(bào)文。
圖2為本實(shí)施例中組網(wǎng)傳輸時(shí)延計(jì)算的原理示意圖，如圖2所示，SV采樣值報(bào)文經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延計(jì)算原理具體就是電子互感器對(duì)變電站電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到合并單元(Merge Unit,簡(jiǎn)稱MU),合并單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到額定時(shí)延,并記錄在SV報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段。報(bào)文再經(jīng)過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，使用相關(guān)算法計(jì)算得到網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，并記錄在如圖1所示的SV報(bào)文保留字段。保護(hù)單元將額定時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延疊力口，可反推得到報(bào)文采集的原始時(shí)刻，從而完成重采樣。值得一提的是，本實(shí)施例中，電子互感器和合并單元共有三組，如圖2中的第一組是第一電子互感器和第一合并單元，第二組是第二電子互感器和第二合并單元，第三組是第三電子互感器和第三合并單元。當(dāng)然，電子互感器和合并單元的組數(shù)根據(jù)實(shí)際情況可進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本實(shí)施例中的交換機(jī)為3個(gè)，分別為交換機(jī)A、交換機(jī)B和交換機(jī)C，根據(jù)具體情況，交換機(jī)的個(gè)數(shù)也可進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0019]其中，交換機(jī)擁有硬件時(shí)間戳記錄模塊，用于記錄交換機(jī)接收?qǐng)?bào)文和發(fā)送報(bào)文時(shí)的時(shí)間點(diǎn)；擁有駐留時(shí)間計(jì)算模塊(包括硬件和軟件)，用于計(jì)算報(bào)文在交換機(jī)的駐留時(shí)間；交換機(jī)內(nèi)擁有本地和外部時(shí)鐘源模塊,用于交換機(jī)計(jì)時(shí)。
[0020]本實(shí)施例中，智能變電站使用光纖進(jìn)行報(bào)文傳輸，光纖的傳輸速度為2/3光速，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路長(zhǎng)度，由公式:時(shí)間=距離/速度，可以計(jì)算得到報(bào)文在線路上的傳輸時(shí)間，它的值很小，實(shí)際計(jì)算中將其忽略。
[0021]圖3是本實(shí)施例中智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的流程圖，本實(shí)施例中，采樣值以報(bào)文的形式傳輸，該報(bào)文包括保留字段，圖3中，該獲取方法包括如下步驟:
步驟SOl將保留字段的填充值初始化為O:本步驟中，報(bào)文進(jìn)入交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)的初始狀態(tài)，按照IEC61850協(xié)議規(guī)定其保留字段填充值初始化為0，也就是將保留字段中的初始值設(shè)置為O。
[0022]
步驟S02報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn):本步驟中，報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，這時(shí)分別記錄報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)時(shí)刻的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)時(shí)刻(交換機(jī)發(fā)送報(bào)文)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。本步驟中是通過(guò)記錄報(bào)文的第一位開始到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄報(bào)文開始離開交換機(jī)的時(shí)刻得到發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。具體就是，報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)接入到網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)報(bào)文的第一比特到達(dá)交換機(jī)時(shí)，記錄其到達(dá)時(shí)刻Tr ;當(dāng)報(bào)文開始離開交換機(jī)瞬間，記錄報(bào)文尚開交換機(jī)時(shí)刻Tt。
[0023]步驟S03依據(jù)進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將駐留時(shí)間與保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換保留字段中的數(shù)據(jù):本步驟中，依據(jù)進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)可得到報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將該駐留時(shí)間與保留字段中的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，并用疊加后得到的數(shù)據(jù)替換保留字段中的數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，駐留時(shí)間等于發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。具體就是，計(jì)算報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)的駐留時(shí)間Λ t，Δ t=Tt-Tr。獲取報(bào)文保留字段原始駐留時(shí)間值Λ r,并將其與Λ t疊加，得到當(dāng)前報(bào)文臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延Λ s,A S= Δ r+ Δ t，再用Λ s覆蓋報(bào)文保留域字段。
[0024]本實(shí)施例中，報(bào)文從頭部開始發(fā)送，從交換機(jī)發(fā)送報(bào)文第一個(gè)比特的時(shí)刻(即發(fā)送時(shí)間點(diǎn)Tt)，到發(fā)送保留域字段時(shí)刻，這個(gè)時(shí)間間隔很有限(22字節(jié)/端口線速)，但在此時(shí)間內(nèi)要完成上述計(jì)算，因此采用軟硬件結(jié)合的方式高效實(shí)現(xiàn)。
[0025]步驟S04判斷報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置:本步驟中，判斷報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，也就是判斷報(bào)文通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中一條路徑是否傳送到目標(biāo)位置，該目標(biāo)位置可以是保護(hù)單元，本步驟中，如果判斷的結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S06 ;否則，執(zhí)行步驟S05。
[0026]步驟S05尋找下一交換機(jī):如果上述步驟S04的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行本步驟。本步驟中，報(bào)文離開交換機(jī)，若未到達(dá)目的地即保護(hù)單元，尋找下一交換機(jī)，報(bào)文進(jìn)入下一個(gè)交換機(jī)進(jìn)行處理，執(zhí)行完本步驟，返回步驟S02，也即則按照步驟S02-S04的方法依次疊加報(bào)文在新交換機(jī)的駐留時(shí)間值并轉(zhuǎn)發(fā)。
[0027]步驟S06取得保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值:報(bào)文達(dá)到目的地即保護(hù)單元，此時(shí)報(bào)文保留域字段的值即為網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延值，本步驟中，取得保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值，由于保留字段中存儲(chǔ)的是報(bào)文在所有交換機(jī)中的駐留時(shí)間的疊加值，所以最終取得的是網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。本發(fā)明的獲取方法可以精確計(jì)算采樣值報(bào)文的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，使保護(hù)單元在非同步采樣數(shù)據(jù)組網(wǎng)傳輸?shù)那闆r下依然可以精確可靠地完成電流、電壓數(shù)據(jù)的重采樣；在同步采樣時(shí)，可以校驗(yàn)同步時(shí)鐘的正確性，精度可達(dá)到納秒(ns)級(jí)別。
[0028]本實(shí)施例中，執(zhí)行完步驟S06，該獲取方法還包括: 步驟S07將額定時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后的值得到采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣:本步驟中，保護(hù)單元將額定時(shí)延與網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值相加，可反推出電子互感器采樣的原始時(shí)刻，完成波形重采樣。該獲取方法只需保護(hù)單元識(shí)別以太網(wǎng)報(bào)文的保留字段獲取網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延值，即可實(shí)現(xiàn)電子互感器在不同步采樣的情況下進(jìn)行采樣報(bào)文的組網(wǎng)傳輸，突破了目前不同步采樣報(bào)文不能進(jìn)行組網(wǎng)傳輸?shù)南拗?，而且它還具有兼容性好、精度高、適用性好(任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、多種報(bào)文格式)等優(yōu)點(diǎn)。
[0029]本實(shí)施例中，在步驟SOl之前還包括預(yù)處理步驟，預(yù)處理步驟包括:
步驟SOOl采集智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值:本步驟中，采集智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值。本實(shí)施例中，是由電子互感器采集智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)而得到采樣值的。
[0030]步驟S002將采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中:本步驟中，將采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中，本實(shí)施例中，也是由多個(gè)合并單元進(jìn)行重采樣的，合并單元的個(gè)數(shù)與電子互感器的個(gè)數(shù)一致。這樣，由合并單元將報(bào)文送到交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
[0031]圖5是本實(shí)施例中報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取方法的示意圖，在報(bào)文進(jìn)出交換機(jī)時(shí)分別記錄其時(shí)間值，并由此計(jì)算報(bào)文在交換機(jī)的駐留時(shí)間，并將駐留時(shí)間寫入報(bào)文的保留字段。報(bào)文經(jīng)過(guò)多個(gè)交換機(jī)時(shí)，對(duì)經(jīng)過(guò)每個(gè)交換機(jī)的駐留時(shí)間值進(jìn)行疊加。最終，當(dāng)報(bào)文離開網(wǎng)絡(luò)到達(dá)保護(hù)單元時(shí)，報(bào)文保留字段中記錄的駐留時(shí)間值即為報(bào)文經(jīng)過(guò)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延總值。
[0032]本實(shí)施例還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，采樣值以報(bào)文的形式傳輸，報(bào)文包括保留字段，該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。圖6中，該裝置包括初始化單元1、時(shí)間點(diǎn)記錄單元2、數(shù)據(jù)替換單元3、目標(biāo)位置判斷單元4和網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取單元5 ;其中，初始化單元I用于將保留字段的填充值初始化為O ;時(shí)間點(diǎn)記錄單元2用于使報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)；數(shù)據(jù)替換單元3用于依據(jù)進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將駐留時(shí)間與保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換保留字段中的數(shù)據(jù)；目標(biāo)位置判斷4用于判斷報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，并在到達(dá)時(shí)尋找下一交換機(jī)；網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取單元5用于取得保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。值得一提的是，時(shí)間點(diǎn)記錄單元2中通過(guò)記錄報(bào)文的第一位到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄報(bào)文開始離開交換機(jī)的時(shí)刻得到發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。數(shù)據(jù)替換單元3中的駐留時(shí)間等于發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。
[0033]在本實(shí)施例的一些情況下，該裝置還包括采集單元6、額定時(shí)延獲取單元7和時(shí)間相加及重采樣單元8;其中，采集單元6用于采集智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值；額定時(shí)延獲取單元7用于將采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中；時(shí)間相加及重采樣單元8用于將額定時(shí)延與所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后得到的值推算出采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣。
[0034]圖7是本實(shí)施例中交換機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7中，交換機(jī)擁有硬件接收時(shí)間戳記錄模塊和硬件發(fā)送時(shí)間戳記錄模塊，用于記錄報(bào)文接收和發(fā)送時(shí)的時(shí)間點(diǎn)，以便于確定報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)的駐留時(shí)間。該交換機(jī)還擁有駐留時(shí)間硬件計(jì)算模塊和駐留時(shí)間軟件計(jì)算模塊，用于計(jì)算報(bào)文在當(dāng)前交換機(jī)的駐留時(shí)間，并實(shí)現(xiàn)駐留時(shí)間疊加功能，得到報(bào)文從進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)到經(jīng)過(guò)當(dāng)前交換機(jī)的總時(shí)延。若報(bào)文離開當(dāng)前交換機(jī)到達(dá)目的地即保護(hù)單元，此時(shí)保護(hù)單元解析報(bào)文保留字段得到的時(shí)延值即為網(wǎng)絡(luò)總時(shí)延。該交換機(jī)還設(shè)有本地和外部時(shí)鐘源模塊，用于交換機(jī)計(jì)時(shí)。值得一提的是，本實(shí)施例中，硬件接收時(shí)間戳記錄模塊和硬件發(fā)送時(shí)間戳記錄模塊使用的時(shí)鐘源既可為交換機(jī)本地時(shí)鐘源，也可為外部時(shí)鐘源(如1588，GPS )。
[0035]總之，在本實(shí)施例中，采用SV報(bào)文的保留字段存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延值，采用硬件裝置記錄報(bào)文接收和發(fā)送的時(shí)間戳，計(jì)算報(bào)文在交換機(jī)的駐留時(shí)間，經(jīng)過(guò)多個(gè)交換機(jī)時(shí)其值逐次疊加，到達(dá)目的地即保護(hù)單元時(shí)，保留字段的值即為報(bào)文經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的總時(shí)延。該種智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)不改變幀格式，兼容目前IEC61850國(guó)際規(guī)范，國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)規(guī)范，適用于SV采樣值和GOOSE報(bào)文；(2)在同步的情況下(外部對(duì)時(shí)如1588)，可以獲得高精度的時(shí)鐘源；在不同步的情況下利用交換機(jī)本地晶振作為時(shí)鐘源，也可達(dá)到ns級(jí)別的時(shí)間精度，例如晶振為120MHz，則時(shí)間精度為8.3ns； (3)使用硬件接收時(shí)間戳記錄模塊和硬件發(fā)送時(shí)間戳記錄模塊分別記錄報(bào)文接收和發(fā)送的時(shí)間戳，其速度可以超過(guò)端口線速，滿足快速捕捉的需求。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，該硬件裝置可以集成到交換機(jī)，亦可放在物理層PHY ; (4)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o(wú)任何假定，適用于任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，如星形、環(huán)形、樹形等；(3)具有多種用途:在進(jìn)行不同步采樣時(shí)，該獲取方法可用于采樣值組網(wǎng)傳輸延遲的計(jì)算；在同步采樣時(shí)，可以用于監(jiān)視和校驗(yàn)采樣系統(tǒng)是否處于同步狀態(tài)。原理如下:若同步采樣過(guò)程中，發(fā)生失同步，通過(guò)該方法獲得報(bào)文網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延值，反推其采樣時(shí)刻，計(jì)算結(jié)果若與接收到的報(bào)文同步序號(hào)一致，則同步采樣系統(tǒng)正確，否則錯(cuò)誤。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，其特征在于，所述采樣值以報(bào)文的形式傳輸，所述報(bào)文包括保留字段，所述獲取方法包括如下步驟: A)將所述保留字段的填充值初始化為O; B)所述報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄所述報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)； C)依據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到所述報(bào)文在所述當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將所述駐留時(shí)間與所述保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換所述保留字段中的數(shù)據(jù)； D)判斷所述報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，如是，執(zhí)行步驟E);否則，尋找下一交換機(jī)并返回步驟B); E)取得所述保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，其特征在于，所述步驟B)中通過(guò)記錄所述報(bào)文的第一位到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄所述報(bào)文開始離開所述交換機(jī)的時(shí)刻得到所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，其特征在于，所述步驟C)中的駐留時(shí)間等于所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，其特征在于，在所述步驟A)之前還包括預(yù)處理步驟: AO)采集所述智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值； Al)將所述采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將所述額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法，其特征在于，在所述步驟E)之后還包括步驟: F)將所述額定時(shí)延與所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后的值得到采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣。
6.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，其特征在于，所述采樣值以報(bào)文的形式傳輸，所述報(bào)文包括保留字段，所述裝置包括: 初始化單元:用于將所述保留字段的填充值初始化為O ; 時(shí)間點(diǎn)記錄單元:用于使所述報(bào)文經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，分別記錄所述報(bào)文進(jìn)入當(dāng)前交換機(jī)的進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)及離開當(dāng)前交換機(jī)的發(fā)送時(shí)間點(diǎn)； 數(shù)據(jù)替換單元:用于依據(jù)所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)與發(fā)送時(shí)間點(diǎn)得到所述報(bào)文在所述當(dāng)前交換機(jī)中的駐留時(shí)間，并將所述駐留時(shí)間與所述保留字段中的數(shù)據(jù)疊加后替換所述保留字段中的數(shù)據(jù)； 目標(biāo)位置判斷單元:用于判斷所述報(bào)文是否到達(dá)目標(biāo)位置，并在到達(dá)時(shí)尋找下一交換機(jī)； 網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延獲取單元:用于取得所述保留字段中的數(shù)據(jù)即得到網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，其特征在于，所述時(shí)間點(diǎn)記錄單元中通過(guò)記錄所述報(bào)文的第一位到達(dá)交換機(jī)的時(shí)刻得到所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)，并通過(guò)記錄所述報(bào)文開始離開所述交換機(jī)的時(shí)刻得到所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)替換單元中的駐留時(shí)間等于所述發(fā)送時(shí)間點(diǎn)與所述進(jìn)入時(shí)間點(diǎn)的差值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，其特征在于，還包括: 采集單元:用于采集所述智能變電站的電流和電壓數(shù)據(jù)得到采樣值； 額定時(shí)延獲取單元:用于將所述采樣值的報(bào)文發(fā)送到合并單元進(jìn)行處理得到額定時(shí)延，并將所述額定時(shí)延記錄在報(bào)文數(shù)據(jù)集的第一個(gè)字段中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)上述智能變電站采樣值組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的獲取方法的裝置，其特征在于，還包括: 時(shí)間相加及重采樣單元:用于將所述額定時(shí)延與所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)延總值進(jìn)行相加，并依據(jù)相加后得到的值推算出采樣的原始時(shí)刻用以完成波形重采樣。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104468247SQ201310422781
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】竹之涵, 馬文霜, 葉源根 申請(qǐng)人:廣州思唯奇電力科技有限公司