主子站电网宽频域同步相量测量数据交互的配置方法与流程

1.本发明涉及一种主子站电网宽频域同步相量测量数据交互方法设计，含主子站通信及电力系统实时动态监测，属于电力系统自动化技术领域。


背景技术：

2.同步相量测量技术起源于20世纪80年代初期，是指在全网统一的时标下(通常以gps提供的时间作为标准)，对电力系统不同节点的电压和电流进行同步采样，生成各节点电压和电流的同步相量，在统一时间坐标系上对电力系统状态进行分析。工频域基波同步相量测量装置简称pmu（power management unit）。
3.随着直流输电技术、新能源发电技术以及facts技术的快速发展，传统电网接入大量电力电子设备，电网谐波干扰、次同步振荡等扰动现象更加频繁，对供电质量造成了严重污染，给电力系统的安全、稳定、经济运行造成了严重的危害。同时，现代化用电对电能的质量提出了更高的要求。解决上述问题的关键在于精确掌握谐波、间谐波的频率、幅值变化情况，传统的工频域同步相量测量装置pmu仅能对基波进行监测，无法适应目前技术需要，宽频域同步相量测量装置由此研制。然而，现有电力数据监测规范gb/t 26865.2与电力系统同步相量测量装置通用技术条件dl/t 280-2012均未对宽频域测量数据的交互提出相关技术要求。


技术实现要素：

4.本发明为解决目前没有针对宽频域测量数据的交互方法，而引起电力系统实时动态监测中宽频域量测数据缺失的问题，提供一种主子站电网宽频域同步相量测量数据交互文件的配置方法，以满足变电站将宽频测量数据上送至wams主站的技术要求。
5.为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
6.本发明提供主子站电网宽频域同步相量测量数据交互的配置方法，主子站电网宽频域同步相量测量数据交互遵循gb/t 26865.2数据传输协议，包括以下步骤：子站向主站实时传输电网宽频域同步相量测量数据时，实时传输数据的配置帧被配置增加相量通道、模拟量通道和开关量通道的数量，实时传输数据的数据帧被配置为增加与相量通道、模拟量通道和开关量通道相对应的数据名称及数据类型；根据事件发生时的频域特征上送同步相量测量数据，将实时传输数据的数据帧状态字stat中相量测装置触发标志配置为1，并相应配置触发原因。
7.进一步地，所述配置方法还包括子站向主站离线传输电网宽频域同步相量测量数据时，在离线数据传输的数据帧中传输的内容配置为加密后的宽频域同步相量测量被事件触发产生的暂态录波文件，同时在离线数据传输的数据帧的type字段配置包括供选择的数据压缩格式标识。
8.再进一步地，所述供选择的数据压缩格式标识配置于离线数据传输离线数据帧type字段bits15~12，包括无压缩、gz数据压缩格式、zip数据压缩格式以及zstd数据压缩格
式。
9.进一步地，所述事件为谐波振荡、间谐波振荡、工频振荡、次同步振荡和超同步振荡中至少一种。
10.进一步地，与相量通道相对应的数据类型包括：谐波电压相量、谐波电压幅值、谐波电压角度或弧度、谐波电流相量、谐波电流幅值、谐波电流角度或弧度、间谐波电压相量、间谐波电压幅值、间谐波电压角度或弧度、间谐波电流相量、间谐波电流幅值、间谐波电流角度或弧度、次同步电压相量、超同步电压相量、次同步电流相量、超同步电流相量以及功率振荡频率。
11.进一步地，与模拟量通道相对应的数据类型包括：谐波电压频率、谐波电流频率、间谐波电压频率、间谐波电流频率、次同步振荡频率、超同步振荡频率、次同步振荡功率、超同步振荡功率、宽频振荡频率、宽频振荡功率、次同步振荡功率、超同步电压频率、次同步振荡功率、超同步电流频率以及功率振荡频率。
12.进一步地，与开关量通道相对应的数据类型包括：低频振荡功率越限告警、次同步振荡功率越限告警、宽频振荡功率越限告警、次同步电流越限告警、超同步电流越限告警、谐波电流越限告警、间谐波电流越限告警、谐波电压越限告警以及间谐波电压越限告警。
13.进一步地，实时传输数据的数据帧还被配置为增加与相量通道、模拟量通道和开关量通道相对应的子站单位、主站换算比例或主站单位属性。
14.进一步地，在离线数据传输命令帧中增加配置主站向子站传输的传送连续录波数据的命令标识。
15.进一步地，在离线数据传输命令帧中增加配置主站向子站传输的统计分析文件数据的命令标识。
16.本发明所取得的有益技术效果：本发明基于现有pmu规约框架内进行谐波、间谐波数据的传输增加，不对报文种类、格式进行扩展，仅通过对实时、离线传输量测数据定义扩展，并对数据组织方式进行设计，完成谐波/间谐波数据的完整传输，提升电网对不同谐波频率扰动分量的监测能力，降低电网运行风险。本发明专利的技术优势如下：（1）与现有pmu相量实时数据的传输、存储、应用模式一致（遵循gb/t 26865.2），现有各调控中心主站系统的wams前置模块、时序库模块不需要进行大的改动；（2）与现有pmu存储的离线数据记录文件格式一致，对离线数据传输工具、数据分析工具不需要进行大的改动。
附图说明
17.图1为本发明主子站电网宽频域同步相量测量数据交互示意图。
具体实施方式
18.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
19.实施例一、主子站电网宽频域同步相量测量数据配置方法，如图1所示，本发明用于主站（wams主站端）和子站（子站端宽频测量处理单元）间的数据交互，其流程遵循gb/t26865.2电力实时数据监测技术要求所述内容，本发明涉及主子站电网宽频域同步相量测
量数据交互的数据配置方法。可选地子站（子站端宽频测量处理单元）连接多个宽频同步相量测量装置。
20.该配置方法在子站端实现，主站（wams主站端）仅需要升级相关规约即可。所述子站（子站端宽频测量处理单元）具备实时接收、解析宽频测量装置传输的数据报文，包括动态数据传输报文、离线数据传输报文和文件的功能。所述子站（子站端宽频测量处理单元）还具有向多个主站实时转发站内宽频测量数据，包括原始测量数据、预处理分析数据及诊断分析结果数据的功能、以及具有相量数据传输功能。
21.子站向主站实时传输电网宽频域同步相量测量数据时，实时传输数据的配置帧被配置增加相量通道、模拟量通道和开关量通道的数量，实时传输数据的数据帧被配置为增加与相量通道、模拟量通道和开关量通道相对应的数据名称及数据类型；根据事件发生时的频域特征上送同步相量测量数据，将实时传输数据的数据帧状态字stat中相量测装置触发标志配置为1，并相应配置触发原因。
22.以上事件可以是谐波振荡、间谐波振荡、工频振荡、次同步振荡和超同步振荡中的至少一种。
23.具体实施例中可选地，实时数据传输的配置帧，含宽频测量装置扩展谐波/间谐波相量、模拟量通道命名；所述配置帧中配置扩展通道命名字段，含相量通道、模拟量通道和开关量通道的数量；在数据帧中配置与相量通道、模拟量通道和开关量通道的数量相对应的数据名称、数据类型、子站单位、主站换算比例、主站单位等属性。
24.配置帧的扩展的相量通道在扩展的数据名称含uxh、uxj、uxl、ixh、ixj、ixl、uxi、uxm、uxn、ixi、ixm、ixn、uxs、ixs、pis；所述配置帧的扩展的相量通道，还体现在扩展的数据类型含谐波电压相量、谐波电压幅值、谐波电压角度（弧度）、谐波电流相量、谐波电流幅值、谐波电流角度（弧度）、间谐波电压相量、间谐波电压幅值、间谐波电压角度（弧度）、间谐波电流相量、间谐波电流幅值、间谐波电流角度（弧度）、次/超同步电压相量、次/超同步电流相量、功率振荡；配置帧的扩展的模拟量通道在扩展的数据名称含uxk、ixk、uxf、ixf、sfn、spn、wsf、wsp、uxl、ixl、psl；所述配置帧的扩展的模拟量通道，扩展的数据类型含谐波电压频率、谐波电流频率、间谐波电压频率、间谐波电流频率、次/超同步振荡频率、次/超同步振荡功率、宽频振荡频率、宽频振荡功率、次/超同步电压频率、次/超同步电流频率、功率振荡频率；配置帧的扩展的开关量通道在扩展的数据名称含pso、psa、pba、isa、iha、iia、uha、uia；所述配置帧的扩展的开关量通道，扩展的数据类型含低频振荡功率越限告警、次同步振荡功率越限告警、宽频振荡功率越限告警、次/超同步电流越限告警、谐波电流越限告警、间谐波电流越限告警、谐波电压越限告警、间谐波电压越限告警；所述配置帧的扩展通道命名具体见表1所示；表1 实时数据传输配置帧扩展通道命名扩展
数据帧（实时数据帧），含当宽频测量装置检测到谐波振荡、间谐波振荡、工频振荡、次同步振荡或超同步振荡等事件时，应触发装置的暂态录波，并将数据帧状态字stat的bit11置1，bit03-00置触发原因；所述数据帧，定义stat字段部分内容是基于gb/t26865.2中表4所述内容进行修改扩展。
25.所述数据帧，触发标志扩展部分，bit11谐波/间谐波幅值越限、宽频振荡时置位；所述数据帧，触发原因扩展部分，编码为1010：谐波/间谐波幅值越限、1001：次/超同步振荡、1011：宽频振荡；所述数据帧的stat字段扩展具体见表2所示；表2 实时数据传输数据帧stat字段扩展
实施例二、在实施例一个基础上，本实施例提供了主子站电网宽频域同步相量测量数据配置方法，所述配置方法还包括子站向主站离线传输电网宽频域同步相量测量数据时，在离线数据传输的数据帧中传输的内容配置为加密后的谐波振荡、间谐波振荡、工频振荡、次同步振荡或超同步振荡事件触发产生的暂态录波文件，同时在离线数据传输的数据帧的type字段配置包括供选择的数据压缩格式标识。包括配置离线传输数据帧和离线传输命令帧。
26.宽频测量装置可按需直接传输压缩存储的离线数据，主站根据离线数据帧中type字段bits15~12的值启用相应的解压算法对接收到的压缩文件进行解压；在type字段中bits3~0新扩展hdr文件，hdr文件用于传输宽频测量装置生成的故障录波报告文件。
27.所述离线传输数据帧的type字段扩展具体见表3所示；表3 离线数据传输离线数据帧type字段扩展
在离线传输数据帧中hdr文件命名遵循gb/t26865.2附录e.5历史文件的命名规则进行命名规范，其中，“后缀”占用3个字节，故障录波报告文件后缀为hdr。
28.所述离线传输数据帧的type字段的hdr文件命名示例具体见表4所示；表4 离线数据传输离线数据帧中hdr文件命名示例实施例三、在以上实施例的基础二的基础上，本实施例包括在离线数据传输命令帧中增加配置主站向子站传输的传送连续录波数据的命令标识，该命令标识为扩展命令cmd_ldrecflow，该命令仅为主站到子站发送。
29.可选地，具体实施例中在离线数据传输命令帧中增加配置主站向子站传输的统计分析文件数据的命令标识。该命令标识为扩展命令cmd_ldstaflow该命令仅为主站到子站发送。
30.所述离线传输命令帧的扩展及参数字段说明具体见表5、表6所示。
31.表5 离线数据传输命令帧命令扩展说明表6 命令参数字段扩展说明本发明涉及主子站间实时数据传输方法，含实时数据帧相关要求；涉及主子站间离线数据传输方法，含离线数据帧相关要求。
32.实时传输数据帧格式，共计四类帧格式，分别是数据帧、配置帧、头帧、命令帧，其特征是本发明设计扩展的是配置帧、数据帧要求；数据帧是stat状态字扩展；配置帧是宽频测量通道名扩展；宽频测量通道名扩展，在相量通道、模拟量通道、开关量通道中对应增加了数据点，并相应增加与之对应的数据名称、数据类型、子站单位、主站换算比例、主站单位等属性。
33.离线传输帧格式，共计四类帧格式，分别是离线传输命令帧、离线事件标识帧、离线传输数据帧和离线文件目录帧，本发明设计扩展的是离线传输数据帧、离线传输命令帧；离线传输数据帧，其扩展的是type字段，其type字段部分位需要启用相应的解压算法解压，同时扩展hdr文件用于传输宽频测量装置生成的故障录波报告文件；离线传输命令帧，扩展命令cmd_ldrecflow、cmd_ldstaflow，该命令仅为主站到子站发送。
34.离线传输数据帧中的hdr文件（离线文件）命名， hdr文件命名规范，遵循gb/t26865.2附录e.5历史文件的命名规则在type字段中的命名规范，其“后缀”占用3个字节，其中，故障录波报告文件后缀为hdr。
35.综上所述，本发明的提供的方法遵循gb/t26865.2相关技术要求执行，基于现有pmu规约框架内进行谐波、间谐波数据的传输增加，不对报文种类、格式进行扩展，仅通过对实时、离线传输量测数据定义扩展，并对数据组织方式进行设计，完成谐波/间谐波数据的完整传输，提升电网对不同谐波频率扰动分量的监测能力，降低电网运行风险。
36.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序
产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
37.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
38.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
39.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
40.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。