[發(fā)明專利]智能電網(wǎng)分布式測(cè)控同步方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210178013.9
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN102710357A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙建洋;丁衛(wèi)紅;李海寧;陳小崗;吳洪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號(hào): H04J3/06
• 分類號(hào): H04J3/06;H04L29/08
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分布式測(cè)試儀器領(lǐng)域，特別涉及智能電網(wǎng)中分布式測(cè)控儀器的GPS遠(yuǎn)程同步方法。

背景技術(shù)

智能電網(wǎng)是一個(gè)分布式電網(wǎng)，需要解決分布于不同地點(diǎn)的各種能源的并網(wǎng)發(fā)電，它將對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全測(cè)試與控制提出更多要求，其中位于不同地點(diǎn)的發(fā)電－變電－配電站之間的同步監(jiān)測(cè)與控制就是必須解決的問題之一。遠(yuǎn)程同步技術(shù)較早是用無線電信號(hào)，隨著GPS同步技術(shù)出現(xiàn)后，開始使用GPS提供的１毫秒時(shí)序脈沖作為同步信號(hào)，解決2個(gè)或幾個(gè)站點(diǎn)之間的同步。已有方法難以解決智能電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)同步采集、處理、存儲(chǔ)等問題，需要提供一種具有網(wǎng)絡(luò)管理功能的同步和數(shù)據(jù)管理方法。

發(fā)明內(nèi)容??

本發(fā)明的目的是：提供一種智能電網(wǎng)分布式測(cè)控同步方法，建立分布式測(cè)試儀器，實(shí)現(xiàn)同步采集和控制，保證分散于不同地點(diǎn)的測(cè)試終端能夠嚴(yán)格地同步，并以GPS同步時(shí)序?yàn)榛鶞?zhǔn)點(diǎn)，采用類似售票預(yù)約的同步機(jī)制，在高速以太網(wǎng)中由主站協(xié)同管理向測(cè)試網(wǎng)絡(luò)各個(gè)終端發(fā)售包含預(yù)約時(shí)刻的同步幀，各終端收到后，以時(shí)間片輪轉(zhuǎn)的方式，在其地址大小映射的時(shí)間片內(nèi)向主站發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答幀，主站收到終端的確認(rèn)幀后，就在相應(yīng)字段做標(biāo)記，準(zhǔn)確知道協(xié)同工作的終端信息，同時(shí)主站能夠配置終端使系統(tǒng)工作于多種模式，既可以指定全部網(wǎng)絡(luò)終端，也可以選擇特定的終端。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的方案是：具有以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)和GPS同步時(shí)序接口的測(cè)試終端，通過公知快速以太網(wǎng)交換機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成硬件平臺(tái)，在同步采集管理程序的控制下實(shí)現(xiàn)分布式電網(wǎng)的同步測(cè)試與控制；其中，以128臺(tái)終端構(gòu)成分布式測(cè)試系統(tǒng)，1-128個(gè)測(cè)試終端分別接于各變電站或工廠變壓器的測(cè)試端部位，完成本地的數(shù)據(jù)采集、控制與處理；同時(shí)每個(gè)終端又通過網(wǎng)絡(luò)接受工作站W(wǎng)orkstation的管理，實(shí)現(xiàn)本地測(cè)試終端與其它終端的同步控制和協(xié)同其余終端的數(shù)據(jù)處理；其中，測(cè)試終端的數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘是27MHz與GPS的1毫秒時(shí)鐘經(jīng)27倍分頻和鎖相環(huán)PLL處理建立1000倍頻計(jì)數(shù)同步，同步周期設(shè)定為5毫秒；其中，主站FPGA中構(gòu)建的處理器NIOS運(yùn)行預(yù)先設(shè)置的程序，通過以太網(wǎng)與各終端進(jìn)行預(yù)約采集和處理的通信，各終端在接收到同步命令后控制本機(jī)的程序在預(yù)約的時(shí)間點(diǎn)開始執(zhí)行采集、處理、存儲(chǔ)和傳輸任務(wù)；其特征是該同步方法包括以下步驟：

步驟1、主站預(yù)售同步幀：預(yù)先存放于主站計(jì)算機(jī)中的程序通過交互界面接受用戶配置的計(jì)劃參與網(wǎng)絡(luò)所需的終端數(shù)、采集參數(shù)和處理數(shù)據(jù)指令，程序根據(jù)預(yù)設(shè)的全網(wǎng)同步期和當(dāng)前的時(shí)刻相加得到預(yù)同步時(shí)間點(diǎn)PreT，生成包含PreT的以太網(wǎng)UDP幀｛Ticket:Syn,?PreT,?InBit｝，其中Syn代表同步幀類型，InBit為預(yù)約終端特征字，共128位，每位為0或1代表一個(gè)終端參加或不參加協(xié)同采集，裝幀完成后在收到GPS同步脈沖后立即廣播發(fā)送到各終；

步驟2?、終端的接收與同步：?終端的進(jìn)程處理器NIOS中的主程序一直處于偵聽狀態(tài)，當(dāng)收到同步幀｛Ticket:SA,Syn,?PreT,?InBit｝后，設(shè)置本機(jī)預(yù)同步采樣點(diǎn)，使本終端進(jìn)入同步狀態(tài)并在該點(diǎn)進(jìn)行同步采集；

步驟3、終端擇機(jī)發(fā)回應(yīng)答幀：?NIOS中的程序發(fā)回應(yīng)答的機(jī)制是時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，在預(yù)同步期內(nèi)終端都有一個(gè)與自己IP地址相對(duì)應(yīng)的時(shí)間片，當(dāng)需要應(yīng)答并且輪到自己的時(shí)間片，則發(fā)送應(yīng)答同步幀｛Ticket:SA,DA，Syn,?PreT,?InBit｝，特征字InBit的每一位表明相應(yīng)站點(diǎn)是否同步，當(dāng)相應(yīng)位為1表明同步成功，即本終端能夠參加；當(dāng)相應(yīng)位為0，表明同步不成功，可能是本終端電路故障；

步驟4?、主站收票與計(jì)票：主站程序在收到終端發(fā)回的應(yīng)答同步幀，經(jīng)統(tǒng)計(jì)后有兩種結(jié)果，一種是全部進(jìn)入正常同步狀態(tài)，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集；另一種則是部分參加，這要根據(jù)預(yù)置模式進(jìn)入相應(yīng)的處理過程，經(jīng)程序統(tǒng)計(jì)，如果采用過半數(shù)投票制，則只需統(tǒng)計(jì)參加終端數(shù)字是否達(dá)到總數(shù)的一半，達(dá)到即進(jìn)行采集和處理，達(dá)不到則需進(jìn)行重新預(yù)約；

步驟5、主站重復(fù)預(yù)約：主站在收不到終端發(fā)回的應(yīng)答時(shí)需要再重新預(yù)約，進(jìn)入步驟1，最多經(jīng)16次預(yù)約后仍達(dá)不到合格票數(shù)時(shí)，則向用戶報(bào)告錯(cuò)誤。

本發(fā)明的有益效果：實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)遠(yuǎn)程測(cè)試終端之間的同步測(cè)試，保證分布式電網(wǎng)對(duì)各站點(diǎn)的安全監(jiān)測(cè)、并網(wǎng)控制、適時(shí)高度的需要。

附圖說明

圖1?智能電網(wǎng)分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。

圖2?具有以太網(wǎng)和GPS時(shí)序同步測(cè)試終端框圖。