專利名稱：一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法，屬于電力系統(tǒng)信息化與自動化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，國內(nèi)外智能電網(wǎng)不斷發(fā)展，成為未來電網(wǎng)發(fā)展的新需求。按照規(guī)劃，智能電網(wǎng)建設(shè)自2011年起已進(jìn)入全面建設(shè)階段，關(guān)鍵技術(shù)和裝備將實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用。智能電網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)主線體現(xiàn)為信息化、自動化、互動化。信息化是智能電網(wǎng)的實(shí)施基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時和非實(shí)時信息的高度集成、共享與利用，先進(jìn)的通信、信息、控制等應(yīng)用技術(shù)，是實(shí)現(xiàn) “智能”的基礎(chǔ)。運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)手段來提高電力特征數(shù)據(jù)采集的實(shí)時性和精確性是電網(wǎng)信息化建設(shè)的新要求，在較少人為干預(yù)的情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)供電的安全性和可靠性。同時，隨著智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，對于直流電力系統(tǒng)信息采集要求也越來越高，為了準(zhǔn)確地評估直流電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)以及進(jìn)行故障預(yù)警、故障分析，要求采集系統(tǒng)在同一時刻采集整個直流電網(wǎng)位于不同地理位置變電站的電力信息，并統(tǒng)一上傳到某一點(diǎn)進(jìn)行集中運(yùn)算，從而可調(diào)節(jié)直流電網(wǎng)負(fù)荷，保證設(shè)備故障的發(fā)生。例如，城市軌道交通的牽引電力系統(tǒng)就是1500V直流電力系統(tǒng)，目前隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展，客流量也不斷增長，導(dǎo)致牽引負(fù)荷增加，并且軌道交通牽引負(fù)荷是不穩(wěn)定的，它會隨著機(jī)車的啟動、停止產(chǎn)生很大差別，在一些客流量大的線路，經(jīng)常出現(xiàn)牽引供電裝置短時過載，可能對裝置造成不可逆的損傷，甚至損毀。由于軌道交通線路延伸距離長，牽引供電分散在幾十公里的沿途各點(diǎn)，因此需要分散同步采集相關(guān)數(shù)據(jù)，再集中到一點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算，完成負(fù)荷過載報警、事故分析等功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于步驟為
步驟1、通過GPS時鐘設(shè)備接收GPS衛(wèi)星信號，從而獲取準(zhǔn)確時間，同時每秒外發(fā)送一秒脈沖硬件同步信號；
步驟2、直流電網(wǎng)的各個數(shù)據(jù)采集裝置中的時間同步模塊接收到秒脈沖硬件同步信號后，通過PPS硬件對時技術(shù)調(diào)節(jié)穩(wěn)定自身的時鐘，保持時鐘的準(zhǔn)確度；
步驟3、各個時間同步模塊將每秒收到的秒脈沖硬件同步信號作為激勵信號，對該秒脈沖以相同的分頻倍率進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻信號，由分頻信號觸發(fā)各個數(shù)據(jù)采集裝置中的采集模塊從而采集直流電網(wǎng)中的直流電壓及電流信號，從而實(shí)現(xiàn)在同一地點(diǎn)的各個數(shù)據(jù)采集裝置或者在不同地點(diǎn)的各個采數(shù)據(jù)采集裝置，在同一時刻采集位于不同地理位置的電力信息；步驟4、各個數(shù)據(jù)采集裝置的以太網(wǎng)通信模塊通過以太網(wǎng)NTP協(xié)議每秒從GPS時鐘設(shè)備接收絕對時間，再根據(jù)當(dāng)前采集模塊的分頻倍率得到時間補(bǔ)償，將絕對時間加上時間補(bǔ)償后得到實(shí)際時間，然后在每一組測量好的直流電壓、電流數(shù)據(jù)打上實(shí)際時間標(biāo)簽并傳送，監(jiān)控中心接收到帶有實(shí)際時間標(biāo)簽的電力數(shù)據(jù)，可分析整個直流電網(wǎng)狀態(tài)及負(fù)荷情況。本發(fā)明在直流電網(wǎng)電壓電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通過GPS時鐘信號以及NTP網(wǎng)絡(luò)對時技術(shù)、PPS硬件對時技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在同一時刻采集整個直流電網(wǎng)位于不同地理位置的電力信息，達(dá)到直流電網(wǎng)電力信息同步采集的目的，可用于分析直流電網(wǎng)負(fù)荷情況，并可為直流系統(tǒng)的故障預(yù)警和故障分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1、分布于不同地理位置的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置可以在同一時刻采集整個直流電網(wǎng)不同點(diǎn)的電力信息；
2、電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置上傳的電力信息數(shù)據(jù)包含實(shí)際時間標(biāo)簽，因此上層監(jiān)控中心可以識別直流電網(wǎng)在同一時刻不同位置的電力數(shù)據(jù)。3、上層監(jiān)控中心獲取帶有時標(biāo)的直流電網(wǎng)數(shù)據(jù)，可以實(shí)時分析整個電網(wǎng)的負(fù)荷情況，從而根據(jù)設(shè)備的能力調(diào)節(jié)負(fù)荷，避免設(shè)備的損壞。4、采用PPS硬件秒脈沖和NTP協(xié)議進(jìn)行設(shè)備的對時，可以避免每個電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置都有一個GPS信號接收器，有效降低了成本。


圖1為實(shí)施本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。本發(fā)明提供的一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法應(yīng)用在如圖1所示的系統(tǒng)上，其步驟為
步驟1、通過GPS時鐘設(shè)備接收GPS衛(wèi)星信號，從而獲取準(zhǔn)確時間，同時每秒外發(fā)送一 PPS (PPS英文全稱為“pulses per second”，中文名稱為“秒脈沖”)硬件同步信號；
步驟2、直流電網(wǎng)的各個數(shù)據(jù)采集裝置中的時間同步模塊接收到PPS硬件同步信號后， 通過PPS硬件對時技術(shù)調(diào)節(jié)穩(wěn)定自身的時鐘，保持時鐘的準(zhǔn)確度；
其中，調(diào)節(jié)穩(wěn)定時間同步模塊可以采用傳統(tǒng)的同步報文加秒脈沖的對時方式中，秒脈沖信號作為一個觸發(fā)信號，時間同步模塊接收到秒脈沖信號后，同時也會通過以太網(wǎng)接收到絕對時間，通過秒脈沖與接收到的絕對時間的比較，時間同步模塊會調(diào)節(jié)自身的時鐘快慢或者時鐘振蕩頻率，從而使自身的時鐘更為準(zhǔn)確。步驟3、各個時間同步模塊將每秒收到的PPS硬件同步信號作為激勵信號，對該秒脈沖以相同的分頻倍率進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻信號，由分頻信號觸發(fā)各個數(shù)據(jù)采集裝置中的采集模塊從而采集直流電網(wǎng)中的直流電壓及電流信號，從而實(shí)現(xiàn)在同一地點(diǎn)的各個數(shù)據(jù)采集裝置或者在不同地點(diǎn)的各個采數(shù)據(jù)采集裝置，在同一時刻采集位于不同地理位置的電力 fn息；
步驟4、各個數(shù)據(jù)采集裝置的以太網(wǎng)通信模塊通過以太網(wǎng)NTP協(xié)議每秒從GPS時鐘設(shè)備接收絕對時間，再根據(jù)當(dāng)前采集模塊的分頻倍率得到時間補(bǔ)償，時間補(bǔ)償?shù)扔?秒除以分頻倍率，將絕對時間加上時間補(bǔ)償后得到實(shí)際時間，然后在每一組測量好的直流電壓、電流數(shù)據(jù)打上實(shí)際時間標(biāo)簽并傳送，監(jiān)控中心接收到帶有實(shí)際時間標(biāo)簽的電力數(shù)據(jù)，可分析整個直流電網(wǎng)狀態(tài)及負(fù)荷情況。
權(quán)利要求
1. 一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于步驟為 步驟1、通過GPS時鐘設(shè)備接收GPS衛(wèi)星信號，從而獲取準(zhǔn)確時間，同時每秒外發(fā)送一秒脈沖硬件同步信號；步驟2、直流電網(wǎng)的各個數(shù)據(jù)采集裝置中的時間同步模塊接收到秒脈沖硬件同步信號后，通過PPS硬件對時技術(shù)調(diào)節(jié)穩(wěn)定自身的時鐘，保持時鐘的準(zhǔn)確度；步驟3、各個時間同步模塊將每秒收到的秒脈沖硬件同步信號作為激勵信號，對該秒脈沖以相同的分頻倍率進(jìn)行分頻，產(chǎn)生分頻信號，由分頻信號觸發(fā)各個數(shù)據(jù)采集裝置中的采集模塊從而采集直流電網(wǎng)中的直流電壓及電流信號，從而實(shí)現(xiàn)在同一地點(diǎn)的各個數(shù)據(jù)采集裝置或者在不同地點(diǎn)的各個采數(shù)據(jù)采集裝置，在同一時刻采集位于不同地理位置的電力信息；步驟4、各個數(shù)據(jù)采集裝置的以太網(wǎng)通信模塊通過以太網(wǎng)NTP協(xié)議每秒從GPS時鐘設(shè)備接收絕對時間，再根據(jù)當(dāng)前采集模塊的分頻倍率得到時間補(bǔ)償，將絕對時間加上時間補(bǔ)償后得到實(shí)際時間，然后在每一組測量好的直流電壓、電流數(shù)據(jù)打上實(shí)際時間標(biāo)簽并傳送，監(jiān)控中心接收到帶有實(shí)際時間標(biāo)簽的電力數(shù)據(jù)，可分析整個直流電網(wǎng)狀態(tài)及負(fù)荷情況。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于直流電網(wǎng)的同步數(shù)據(jù)采集方法，其在直流電網(wǎng)電壓電流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，通過GPS時鐘信號以及NTP網(wǎng)絡(luò)對時技術(shù)、PPS硬件對時技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在同一時刻采集整個直流電網(wǎng)位于不同地理位置的電力信息，達(dá)到直流電網(wǎng)電力信息同步采集的目的，可用于分析直流電網(wǎng)負(fù)荷情況，并可為直流系統(tǒng)的故障預(yù)警和故障分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、分布于不同地理位置的電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集裝置可以在同一時刻采集整個直流電網(wǎng)不同點(diǎn)的電力信息；2、上層監(jiān)控中心可以識別直流電網(wǎng)在同一時刻不同位置的電力數(shù)據(jù)。3、可以實(shí)時分析整個電網(wǎng)的負(fù)荷情況，避免設(shè)備的損壞。4、有效降低了成本。
文檔編號G01R31/00GK102522741SQ20111039506
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者奚培鋒, 方佳韻, 李乙, 湯曉棟, 鄔西坤, 陳平 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司, 上海電器科學(xué)研究院