一种基于IEC6185092标准的跨间隔点对点通信同步采样方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102904663 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 9 0 4 6 6 3 A *CN102904663A* (21)申请号 201210403212.5 (22)申请日 2012.10.22 H04J 3/06(2006.01) (71)申请人华自科技股份有限公司 地址 410205 湖南省长沙市高新区麓谷麓松 路609号 (72)发明人桂勇华 苗洪雷 王冠星 (74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责 任公司 43113 代理人马强 (54) 发明名称 一种基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对 点通信同步采样方法 (57。

2、) 摘要 本发明公开了一种基于IEC61850-9-2标准 的跨间隔点对点通信同步采样方法，包括基于 IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采 样装置，所述基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点 对点通信同步采样装置包括保护测控装置和与所 述保护测控装置通过光纤以太网通道通信的若干 个合并单元。本发明的方法简单、易于实现，实用 性强，且具有较好的同步精度，不需要GPS对时同 步或其它硬件同步，节约了跨间隔采样成本，提高 了电力系统安全性。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页。

3、 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采样方法，包括基于 IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采样装置，所述基于IEC61850-9-2标准的跨 间隔点对点通信同步采样装置包括保护测控装置和与所述保护测控装置通过光纤以太网 通道通信的若干个合并单元，其特征在于，该方法为： 1）将不同光纤以太网通道接收到的来自不同间隔合并单元的采样数据帧存入其对应 的缓冲区中，并将采样数据帧到达的时间值保存； 2）保护测控装置根据合并单元采样数据帧的到达时间、网络传输延时以及合并单元的 采样延时，计算出该采样数据帧在合并单元中的。

4、采样时间；所述采样时间计算公式如下： Ts = Tr Td Tn， Tn = L / M * 8， 其中：Ts：采样数据帧在合并单元中的采样时间；Tr：采样数据帧到达保护测控装置 的时刻；Td：合并单元采样延时；Tn：网络传输延时；L ：采样数据帧长度；M：以太网传输速 率； 3）保护测控装置计算各个光纤以太网通道相对于基准通道的采样时间差，并将采样时 间差转换成对应的采样计数值smpCnt1的差值；所述采样计数值smpCnt1的差值计算公式 如下： Dn = Kn Kb + (Tsn Tsb)/Fm， 其中，Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值；Kn：第n通道最新数据帧 中的采样计数。

5、值smpCnt2；Kb：基准通道最新数据帧中的采样计数值smpCnt3；Tsn：第n通 道最新数据帧在合并单元中的采样时间；Tsb：基准通道最新数据帧在合并单元中的采样 时间；Fm：合并单元的采样频率。 4）保护测控装置根据计算出的采样计数值smpCnt1的差值，计算各光纤以太网通道插 值采样点的采样计数值smpCnt5，并在缓冲区中找出其位置，然后利用拉格朗日三点插值法 进行插值运算，抽取采样值，完成采样过程；所述采样计数值smpCnt5计算公式如下： Ksn = i * (Fm / Fs) + Dn， 其中：Ksn：第n通道的第i次重采样点的采样计数值smpCnt5；i：第i次采样；Fm：。

6、合 并单元的采样频率；Fs：重采样频率；Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值。 2.根据权利要求1所述的基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采样方 法，其特征在于，所述保护测控装置为HZP500智能保护测控装置；所述合并单元型号为 HZP501。 权 利 要 求 书CN 102904663 A 1/3页 3 一种基于 IEC61850-9-2 标准的跨间隔点对点通信同步采 样方法 技术领域 0001 本发明涉及电力系统自动化领域,特别是一种基于IEC61850-9-2标准的跨间隔 点对点通信同步采样方法。 背景技术 0002 目前智能变电站/数字化变电站内的合并单元的。

7、采样值都是通过光纤以太网进 行输送，当保护测控装置要接收来自不同间隔的合并单元的数据时，就要求跨间隔的合并 单元必须经GPS或其它硬件装置进行同步，当GPS同步装置出现故障时，跨间隔采样的保护 装置将失效。跨间隔采样不但要增加GPS或其它硬件同步装置，增加成本的同时，还为电力 系统安全运行留下了隐患。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种简单、易于实现、实 用性强且具有较好的同步精度的基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采样方 法，节约跨间隔采样成本，提高电力系统安全性。 0004 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于I。

8、EC61850-9-2标准 的跨间隔点对点通信同步采样方法，包括基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同 步采样的智能保护测控装置和基于IEC61850-9-2标准的通过光纤以太网通道发送采样数 据的若干个合并单元，该方法为： 1）将不同光纤以太网通道接收到的来自不同间隔合并单元的采样数据帧存入其对应 的缓冲区中，并将采样数据帧到达的时间值保存； 2）保护测控装置根据合并单元采样数据帧的到达时间、网络传输延时以及合并单元的 采样延时，计算出该采样数据帧在合并单元中的采样时间；所述采样时间计算公式如下： Ts = Tr Td Tn， Tn = L / M * 8， 其中：Ts：采样数。

9、据帧在合并单元中的采样时刻；Tr：采样数据帧到达保护测控装置的 时刻；Td：合并单元采样延时；Tn：网络传输延时，根据数据帧长度及网络速率计算得出；L ：采样数据帧长度（Byte个数）；M：以太网传输速率（Bit/s）； 3）保护测控装置计算各个光纤以太网通道相对于基准通道的采样时间差，并将采样时 间差转换成对应的采样计数值smpCnt1的差值；所述采样计数值smpCnt1的差值计算公式 如下： Dn = Kn Kb + (Tsn Tsb)/Fm， 其中，Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值；Kn：第n通道最新数据帧 中的采样计数值smpCnt2；Kb：基准通道最新数据帧中的采样计数值。

10、smpCnt3；Tsn：第n通 道最新数据帧在合并单元中的采样时间；Tsb：基准通道最新数据帧在合并单元中的采样 说 明 书CN 102904663 A 2/3页 4 时间；Fm：合并单元的采样频率（Hz）。 0005 4）保护测控装置根据上述计算出的采样计数值smpCnt1的差值Dn，计算各光纤以 太网通道插值采样点的采样计数值smpCnt5，并在缓冲区中找出其位置，然后利用拉格朗日 三点插值法进行插值运算，抽取采样值Vsn，完成采样过程；所述采样计数值smpCnt5计算 公式如下： Ksn = i * (Fm / Fs) + Dn， 其中：Ksn：第n通道的第i次重采样点的采样计数值smp。

11、Cnt5；i：第i次采样；Fm：合 并单元的采样频率；Fs：重采样频率；Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值。 0006 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明的方法简单、易于实现，实 用性强，且具有较好的同步精度，不需要GPS对时同步或其它硬件同步，节约了跨间隔采样 成本，提高了电力系统安全性。 附图说明 0007 图1为本发明一实施例基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采样装 置结构框图; 图2为本发明采样时间Ts计算原理图； 图3为本发明采样计数值smpCnt1的差值计算原理图； 图4为本发明采样计数值smpCnt5计算计算原理图。 具体实施方式 00。

12、08 如图1所示，本发明一实施例基于IEC61850-9-2标准的跨间隔点对点通信同步采 样装置包括保护测控装置和与所述保护测控装置通过光纤以太网通道通信的若干个合并 单元。所述保护测控装置为HZP500智能保护测控装置；所述合并单元型号为HZP501。 0009 本发明的方法步骤如下： 1）将不同光纤以太网通道接收到的来自不同间隔合并单元的采样数据帧存入其对应 的缓冲区中，并将采样数据帧到达的时间值保存； 2）保护测控装置根据合并单元采样数据帧的到达时间、网络传输延时以及合并单元的 采样延时，计算出该采样数据帧在合并单元中的采样时间, 如图2所示；所述采样时间计 算公式如下： Ts = Tr。

13、 Td Tn， Tn = L / M * 8， 其中：Ts：采样数据帧在合并单元中的采样时间；Td：合并单元采样延时；Tn：网络传 输延时，根据数据帧长度及网络速率计算得出；L ：采样数据帧长度；M：以太网传输速率； 3）保护测控装置计算各个光纤以太网通道相对于基准通道的采样时间差，并将采样时 间差转换成对应的采样计数值smpCnt1的差值，如图3所示；所述采样计数值smpCnt1的差 值计算公式如下： Dn = Kn Kb + (Tsn Tsb)/Fm， 其中，Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值；Kn：第n通道最新数据帧 中的采样计数值smpCnt2；Kb：基准通道最新数据帧中的采。

14、样计数值smpCnt3；Tsn：第n通 说 明 书CN 102904663 A 3/3页 5 道最新数据帧在合并单元中的采样时间；Tsb：基准通道最新数据帧在合并单元中的采样 时间；Fm：合并单元的采样频率。 0010 4）保护测控装置根据计算出的采样计数值smpCnt1的差值，计算各光纤以太网通 道插值采样点的采样计数值smpCnt5，并在缓冲区中找出其位置，然后利用拉格朗日三点插 值法进行插值运算，抽取采样值，完成采样过程, 如图4所示；所述采样计数值smpCnt5计 算公式如下： Ksn = i * (Fm / Fs) + Dn， 其中：Ksn：第n通道的第i次重采样点的采样计数值smpCnt5；i：第i次采样；Fm：合 并单元的采样频率；Fs：重采样频率；Dn：第n通道相对基准通道的采样计数值的差值。 0011 步骤4）中，根据计算出来的各通道的Ksn值到其对应的缓冲区中找到插值点的位 置，并提取其前后三点的采样值，作为拉格朗日三点插值运算的Y参数，提取其前后三点的 采样计数值smpCnt，作为拉格朗日三点插值运算的X参数，Ksn值作为拉格朗日三点插值运 算的插入点X参数，即可计算出插入点的采样值。 说 明 书CN 102904663 A 1/1页 6 图1 图2 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102904663 A 。