[發明專利]一種基于數據交換動態延時補償的采樣值同步方法無效

申請號：	201310526121.5	申請日：	2013-10-30
公開（公告）號：	CN103546272A	公開（公告）日：	2014-01-29
發明（設計）人：	馮維綱;任波;黃勇;鄭君林;鄧政	申請（專利權）人：	武漢中元華電科技股份有限公司
主分類號：	H04L7/00	分類號：	H04L7/00
代理公司：	武漢開元知識產權代理有限公司 42104	代理人：	唐正玉
地址：	430223 湖北省***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于數據交換動態延時補償采樣同步方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及電力系統智能變電站（有些區域稱為數字化變電站，以下統稱為智能變電站）中采樣值數據傳輸與同步的技術領域，具體涉及到在智能變電站中可應用的一種基于數據交換動態延時補償的采樣值同步方法。

背景技術

在智能變電站中采樣值作為過程層的基礎數據之一，被應用于繼電保護、測控、錄波、計量等系統，各類應用均對采樣值的同步特性有嚴格的要求。采樣值的同步特性受合并單元、傳輸網絡以及IED（Intelligent?Electronic?Device，智能電子設備）設備等影響，是一個復雜系統協同工作后的結果。

目前采樣值數據同步應用主要有兩種方案：①基于外源同步的源端同步采樣；②無需外源同步的末端直采插值同步。

方案①的系統應用見附圖1，其原理見附圖2：合并單元（MU）通過同步時鐘的同步脈沖控制采樣節拍，確保多個合并單元之間可以同步采樣，并且按統一規則對每個時間片的采樣數據編號（標準要求在同步脈沖到達時刻的采樣編號為0），各個合并單元采樣后，經過一個恒定的額定延時（數據處理和打包的時間開銷，由合并單元的軟硬件系統決定，是合并單元的固有系統參數）再將數據發出，采樣數據經過交換機轉發后，由于存儲轉發、級聯、排隊等因素產生一個不確定的延時，當流量可控時，這個延時的最惡劣情況可控。由于在源端是同步采樣的，需要應用采樣數據的IED設備不用關心這個不確定的傳輸轉發延時，僅需要根據采樣順序號實現采樣數據的同步。

方案①的優點是可以組網應用，接線簡單，各種設備的端口數目需求少，線纜使用量少，數據可共享。

方案①的主要缺陷是對同步時鐘的可靠性要求嚴格，對合并單元的同步信號處理邏輯要求嚴格，系統可靠性低。從目前已經應用的變電站看，由于同步時鐘工作異?；蚝喜卧獙ν叫盘柼幚磉壿嫶嬖谌毕輰е虏蓸邮Р降那闆r時有發生，對變電站正常運行造成了比較明顯的影響，增加了運維人員的工作負擔。

方案②的系統應用見附圖3，其原理見附圖4：多個合并單元之間不需要采樣同步，每個合并單元采樣后，經過一個恒定的額定延時（數據處理和打包的時間開銷Td，由合并單元的軟硬件系統決定，是合并單元的固有系統參數）再將數據發出，以點對點的方式傳輸給需要應用采樣數據的IED設備。由于是點對點傳輸，就不存在存儲轉發和數據排隊等因素引入的傳輸延時，而鏈路上的延時僅與距離有關（理論上每300米延時1微秒），在單個變電站的空間范圍內，鏈路物理距離導致的延時可以忽略不計。IED設備在接收到采樣數據時用硬件打上精確度滿足功能需求的本地時標（Ti），然后根據自己的功能需求，運用插值原理做重采樣同步。

插值重采樣的原理為（二階插值）：Vx=f（Tx，Ti-Td，Vi，Tj-Td，Vj）

Vx是IED設備本地Tx時刻的插值點；一般情況下，j=i-1，x位于i與j之間；

Ti-Td是Vi采樣點在合并單元中的折算成以IED設備時間為基準的采樣時間；

Tj-Td是Vj采樣點在合并單元中的折算成以IED設備時間為基準的采樣時間；

方案②的優點是不要求合并單元同步采樣，可不需要外源同步，可靠性高。

方案②的主要缺陷是只能應用于點對點接線方式，導致接線復雜，對各種裝置的端口數目需求多，建設成本高，不能做到真正意義上的數據共享。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種基于數據交換動態延時補償的采樣值同步方法。所述方法能夠將采樣值數據在交換機內的存儲、排隊、轉發、級聯等不確定的動態延時準確地累加打包到采樣值報文中，為IED設備的同步算法提供補償參數，從而實現采樣值的同步。

本發明的一種基于數據交換動態延時補償的采樣值同步方法，包括：

步驟1：當接收到報文數據包的第一個bit時，過程層交換機對所述報文數據包打上本地時標；

步驟2：判斷所述報文數據包是否為采樣值數據包，如果是采樣值數據包，則進入步驟3，否則，直接將所述報文數據包加入相應端口的轉發隊列中進行轉發；

步驟3：解析所述報文數據包，定位所述報文數據包的額定延時品質域，得到所述額定延時品質域內的值Tq；