[發明專利]交流采集合并裝置及其采集方法

有效

• 申請號: 201110217595.2
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102411085A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 矯堅;張沛超;夏傳紅
• 申請（專利權）人: 上海思源弘瑞自動化有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G08C19/00;H04L29/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理

技術領域

本發明涉及的是一種電力系統技術領域的采樣裝置及方法，具體是一種具有自適應排除錯誤采樣值的交流采集合并裝置及其采集方法。

背景技術

智能變電站自動化系統，要求合并單元(Merging?Unit)以IEC61850-9-2標準規約送出采樣值報文。變電站的保護和測控等間隔層裝置的工作都基于此采樣值。所以合并單元上送的采樣值正確性，對于這些裝置的正確工作是至關重要的。

但是，保證每一個采樣點的值都正確是很難實現的。由于設備收到現場環境的干擾或其他特殊情況，采樣值中不可避免會出現某一點的值很大；這在無數的現場運行記錄和實驗室干擾試驗中都可得到證明。電力系統保護和測控算法中常用的付氏濾波并不能有效濾除這種比其他相鄰采樣點大幾十倍、上百倍的點。這時往往會造成保護裝置誤動。

現有的技術主要靠保護和測控等應用部分通過延時確認或設定固定門檻等方法來解決采樣值出錯的問題，各生產廠家、不同的裝置采用的方法都不盡相同。這是因為現有的保護和測控裝置本身都有交流量采集部分，而不是從以太網上獲取合并單元已經整理好的采樣值，他們可以根據其采集部分的可能出錯的特點進行后續處理。而在數字化的智能變電站系統中，合并單元已經是一個單獨的裝置；如果送出的采樣值有較大偏差，就不能滿足各種新型數字化保護、測控裝置的要求。

經過對現有技術的檢索發現，朱林、段獻忠、蘇盛、李銀紅在《電工技術學報》2011年第一期中發表了文獻“基于證據理論的數字化變電站繼電保護容錯方法”，該文獻提出一種對多源互感器進行分析辨識的方法，識別過程層錯誤采樣數據，防止繼電保護裝置誤動。但該技術算法復雜，且需要多源數據，而且在間隔層才能實現。這些都限制了此方法的實際應用。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種交流采集合并裝置及其采集方法，簡單有效防止地采樣失真，保證間隔層裝置的應用不受影響，可以方便應用于交流采集合并裝置中。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種交流采集合并裝置，包括：交流采集模塊、數據整理模塊、數據發送模塊和對時模塊，其中：模數變換模塊接收原始模擬信號并輸出數字采集信號至數據整理模塊，數據整理模塊接收對時模塊輸出的二次采樣脈沖序列并輸出標準格式數據至數據發送模塊，數據發送模塊將此數據發送到過程層以太網。

所述的交流采集模塊將輸入的原始模擬信號變化為數字信號，該交流采集模塊包括：依次串聯的交流變換器單元、模數轉換單元和采樣數據存放單元，其中：交流變換器單元與模數轉換單元傳輸模擬量信息，模數轉換單元和采樣數據存放單元傳輸轉換后的采樣數據信息，采樣數據存放單元與采樣點過濾單元傳輸緩存的采樣數據信息。

所述的數據整理模塊對交流采集模塊輸出的原始采樣值進行處理，輸出IEC61850-9-2標準規約規定的標準格式數據，該數據調理單元包括：依次串聯的采樣點過濾單元、二次采樣單元和采樣報文生成單元，其中：采樣點過濾單元與二次采樣單元相連接并傳輸過濾掉無效點的采樣數據信息，二次采樣單元與采樣報文生成單元相連接并傳輸對采樣數據進行二次采樣后得到的同步采樣數據信息，采樣報文生成單元與發送報文隊列單元相連接并傳輸按照標準格式組成的數據報文信息。

所述的數據發送模塊包括：發送報文隊列單元和與之相連接的以太網通訊單元，其中：發送報文隊列單元接收來自數據整理模塊輸出的標準格式數據并生成傳輸隊列至以太網通訊單元，以太網通訊單元將此報文通過以太網MAC發送到過程層網絡。

所述的對時模塊包括：對時信息解析單元和與之相連的采樣時鐘調整單元，其中：對時信息解析單元與外部的精確對時源(如秒脈沖、IRIG-B信號或IEE1588對時主站)相連接并輸出調整好的秒脈沖信息至采樣時鐘調整單元，采樣時鐘調整單元將同步好的二次采樣脈沖輸出至數據整理模塊。

本發明涉及一種具有自適應排除錯誤采樣值的交流采集方法，包括以下步驟：

第一步，通過變壓器將電壓或電流互感器輸出的交流量降壓至幅值為5V的原始模擬信號并輸出至模數轉換單元；

第二步，通過模數轉換單元將輸入模擬交流量轉換為數字采集信號并輸出至采樣數據存放單元進行存儲，生成數字采集序列并輸出至采樣點過濾單元；

所述的模數轉換單元的模數轉換的采樣率為12800Hz，

所述的數字采集序列的長度為1～2ms；

第三步，將數字采集序列中按時間順序連續的3個采樣點標注為S1、S2和S3，以S3作為參考對S2進行更新計算，生成更新采集序列。