[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

摘要

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。

主权项

1.一种配电网广域测量系统实时相量数据的时间对齐方法，其特征在于，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；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；在相量数据集中器中建立一个容量为n的循环队列存储空间，n为正整数，用于缓存n组不同时标的数据帧组，n组数据帧组按照数据帧组的时标顺序排序，将其中任一组数据帧组记为数据帧组Sj，j＝1,2,…,n，将数据帧组Sj的时标记为数据帧组时标tj，j＝1,2,…,n，其中tn记为数据帧组最大时标，t1记为数据帧组最小时标；步骤2，n组数据帧组的建立步骤2.1，相量数据集中器接收到相量采集单元i发送的一个实时数据帧，根据循环队列存储空间中已经建立的时标数据帧组的数量是否等于0，分别进入步骤2.2和步骤2.3；步骤2.2，循环队列存储空间中已经建立的时标数据帧组的数量等于0，建立一个新的数据帧组S1，将该实时数据帧存入数据帧组S1中，该数据帧组S1的数据帧组时标t1＝数据帧时标t，返回步骤2.1，进行下一个实时数据帧的接收和判断；步骤2.3，循环队列存储空间中时标数据帧组的数量大于0，根据该实时数据帧的数据帧时标t是否小于数据帧组最小时标t1，分别进入步骤2.4和步骤2.5；步骤2.4，若该实时数据帧的数据帧时标t小于数据帧组最小时标t1,即t＜t1，放弃该实时数据帧，并返回步骤2.1，进行下一个实时数据帧的接收及判断；步骤2.5.若该实时数据帧的数据帧时标t不小于数据帧组最小时标t1，即t≥t1，根据循环队列存储空间已经建立的数据帧组的数量是否小于n,分别进入步骤2.6和步骤2.7；步骤2.6，若循环队列存储空间已经建立的数据帧组的数量小于n，即在循环队列存储空间尚未健全n组不同时标的数据帧组，根据该实时数据帧的数据帧时标t是否能够与循环队列存储空间的数据帧组Sj匹配，分为以下两种情况处理：(1)匹配成功，即在循环队列存储空间寻找到与数据帧时标t匹配的数据帧组Sj，该实时数据帧缓存于该匹配的数据帧组Sj中，并返回步骤2.1，进行下一个实时数据帧的接收及判断；(2)匹配不成功，即在循环队列存储空间寻找不到与数据帧时标t匹配的数据帧组Sj，则在循环队列存储空间建立一个新的数据帧组Sj，将该实时数据帧缓存于该数据帧组Sj中，该数据帧组Sj的数据帧组时标tj＝数据帧时标t，并返回步骤2.1，进行下一个实时数据帧的接收及判断；步骤2.7，若循环队列存储空间已经建立的数据帧组的数量等于n，即在循环队列存储空间已经建立了n组不同时标的数据帧组，将该状态称之为满仓状态，进入步骤3；步骤3，满仓后的循环发送和更新步骤3.1，在满仓状态下，相量数据集中器接收到相量测量单元i发送的一个实时数据帧后，根据该实时数据帧的数据帧时标t是否能够与循环队列存储空间的数据帧组Sj匹配，分别进入步骤3.2和步骤3.3；步骤3.2，匹配成功，即在循环队列存储空间寻找到与数据帧时标t匹配的数据帧组Sj，则将该实时数据帧缓存于该匹配的数据帧组Sj中，并返回步骤3.1，进行下一个实时数据帧的接收及判断；步骤3.3，匹配不成功，判断该实时数据帧的数据帧时标t是否大于数据帧组最大时标tn，若小于，则放弃该实时数据帧，并返回步骤3.1，进行下一个实时数据帧的接收及判断；若大于，进入发送与更新阶段；所述发送与更新阶段包括：(1)相量数据集中器将数据帧组S1中缓存的所有实时数据帧打包并发送到主站；(2)在数据帧组S1释放的存储空间建立一个新的数据帧组，并取数据帧时标t为该数据帧组的时标，即在循环队列存储空间保持n组不同时标的数据帧组，构成一个新的满仓状态；新的满仓状态中的n组数据帧组重新按照时标顺序排序，即将其中任一组数据帧组记为数据帧组Sj，j＝1,2,…,n，将数据帧组Sj的时标记为数据帧组时标tj，j＝1,2,…,n，其中tn记为数据帧组最大时标，t1记为数据帧组最小时标；(3)返回步骤3.1，进入新一轮循环发送和更新。