智能變電站用bcd碼檔位信息采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，該方法首先實時采集參與BCD碼組成的各空觸點信號，如果在設(shè)定的時間T內(nèi)，有一個以上空觸點信號的狀態(tài)發(fā)生改變，則更新T的起始時刻，以最后一個狀態(tài)發(fā)生改變的空觸點信號的狀態(tài)變化時刻為對應(yīng)的BCD碼值的開始變位時刻t，以所述BCD碼值的開始變位時刻t為消抖開始時刻延遲一個消抖時間Tx，并在消抖時間Tx結(jié)束后確認所述各空觸點信號狀態(tài)，以確定BCD碼值，該方法在各空觸點狀態(tài)穩(wěn)定之后才通過GOOSE報文發(fā)送一次BCD碼檔位信息，避免了不必要的網(wǎng)絡(luò)報文傳輸并且有效減輕了上層裝置的負擔(dān)。
【專利說明】智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能變電站用BCD碼檔位信息采集裝置及采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)的運行中，斷路器的閉合或開斷、隔離開關(guān)的位置狀態(tài)、繼電保護和自動裝置的工作情況都以閉合和斷開這兩種遙信狀態(tài)來表示。按國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn):以“0”表示斷開狀態(tài)，以“I”表示閉合狀態(tài)。在一次設(shè)備側(cè)，這種遙信狀態(tài)通常以空觸點的形式提供給二次設(shè)備，而且為了防止觸點接觸不良等原因造成差錯，在觸點回路中均加有直流220V或IlOV電壓，并在接入二次裝置時，引入光電隔離器件，以避免變電站中強電流沖擊對二次裝置造成損害。而在變壓器中，又經(jīng)常以多個空觸點組合成BCD碼的方式來提供相應(yīng)的檔位信息，如常見的以六個空觸點為一組，其中兩個空觸點表示十位，余下四個表示個位，這樣就可提供多達39個欄位信息。對于空觸點開入的信號，因其投入或斷開時均有短時的機械抖動，通常都要求對其進行必要的消抖處理(典型值為10ms)，以防止信號的抖動對正常供電造成的不利影響。
[0003]另外，在目前的智能變電站中，過程層裝置普便采用GOOSE報文來將采集到的一次設(shè)備狀態(tài)信息上送到以太網(wǎng)，從而傳輸給上層裝置(在本申請中指間隔層和站控層裝置，以下同)。如圖1所示，按IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，GOOSE報文在事件狀態(tài)穩(wěn)定時，按較長的時間間隔重復(fù)發(fā)送，在事件狀態(tài)發(fā)生變化時，將進入突發(fā)狀態(tài)，即在較短的時間間隔內(nèi)，連續(xù)發(fā)送多幀，然后再回到穩(wěn)定狀態(tài)時的發(fā)送方式。
[0004]鑒于這種情況，對于由多個空觸點組合而成的BCD碼檔位信息，在過程層裝置中，通常有如下兩種方法對其檔位信息進行處理:
[0005]方法一:B⑶碼檔位信息的遠方合成。具體如下:將每個空觸點視做獨立的一個遙信狀態(tài)，當(dāng)其發(fā)生變化時，經(jīng)一定的消抖時間確認后，按開關(guān)狀態(tài)將其編碼成GOOSE報文的BOOL類型進行發(fā)送，其中取值為“Ture”時對應(yīng)空觸點的閉合狀態(tài)，取值為“False”時對應(yīng)空觸點的斷開狀態(tài)。具體的檔位信息，由上層裝置對收到的GOOSE報文進行解碼，并提取出每個空觸點的遙信狀態(tài)，按對應(yīng)的權(quán)值生成B⑶碼檔位信息。
[0006]方法二:B⑶碼檔位信息的就地合成。具體如下:由過程層裝置檢測到任一空觸點狀態(tài)發(fā)生變化，經(jīng)消抖確認后，即合成新的BCD碼檔位，再編碼成GOOSE報文中的整形或短整形數(shù)據(jù)，并按照事件變化時的狀態(tài)進行報文的突發(fā)傳送。
[0007]在方法一中，將B⑶碼檔位信息的合成工作交由上層裝置負責(zé)，這將一定程度上增大上層裝置的CPU負荷，而且在一個檔位信息中的多個空觸點短時間內(nèi)非同步變位時，對于機械觸點，同時合上時，一般可相差幾個ms。如圖2，空觸點“B⑶-0-1”和“B⑶-1-2”分別在h和t2時刻發(fā)生變位，經(jīng)消抖時間后，分別在t3和t4時刻其變化狀態(tài)得以確認。按照GOOSE報文發(fā)送機制，這將導(dǎo)致過程層裝置在t3和t4時刻均會激活GOOSE報文的突發(fā)狀態(tài)，對于由六個空觸點組成的BCD碼檔位，最嚴重時將在消抖時間內(nèi)，產(chǎn)生六次GOOSE報文突發(fā)，不僅增加了網(wǎng)絡(luò)流量，而且使上層裝置在提取BCD碼檔位信息時，在較短的時間間隔內(nèi)(t2-ti，小于消抖時間)，提取出不同的檔位信息，從而必須執(zhí)行一定的延時確認機制，否則將可能引起保護策略的不斷切換，這就增加了上層裝置的復(fù)雜性；在方法二中，雖然不需要在上層裝置處合成BCD碼檔位信息，但當(dāng)出現(xiàn)如圖2所示現(xiàn)象時，同樣會導(dǎo)致上層裝置在短時間內(nèi)收到不同的檔位信息。因此，這兩種方法都增加了不必要的網(wǎng)絡(luò)流量以及上層裝置的負擔(dān)，有必要對其進行改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，用以解決現(xiàn)有BCD碼檔位信息采集方法導(dǎo)致的報文頻繁上送和網(wǎng)絡(luò)中檔位信息不穩(wěn)定的問題。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，步驟如下:
[0010](I)實時采集參與B⑶碼組成的各空觸點信號；
[0011](2)在設(shè)定的時間T內(nèi)，每當(dāng)有一個以上空觸點信號的狀態(tài)發(fā)生改變時，則更新T的起始時刻，以最后一個狀態(tài)發(fā)生改變的空觸點信號的狀態(tài)變化時刻為對應(yīng)的BCD碼值的開始變位時刻t ；
[0012](3)以所述B⑶碼值的開始變位時刻t為消抖開始時刻延遲一個消抖時間Tx，并在消抖時間Tx結(jié)束后確認所述各空觸點信號狀態(tài)，以確定BCD碼值。
[0013]在確定所述B⑶碼值后，將B⑶碼檔位信息通過GOOSE報文發(fā)送。
[0014]步驟(I)中，以掃描的方式實時采集所述各空觸點信號，且每次采集時均記錄當(dāng)前B⑶碼值，掃描周期TS〈T。
[0015]步驟(2)中，在時間T內(nèi)，通過比較相鄰兩次采集的B⑶碼值是否變化，判斷是否有空觸點發(fā)生變位，每次變位發(fā)生，則重置所述開始變位時刻t。
[0016]步驟(2)中的設(shè)定時間T為一個滑動時間窗，其起始時刻隨每個空觸點信號狀態(tài)變化的起始時刻而更新。
[0017]在操作系統(tǒng)中，設(shè)置一個查詢?nèi)蝿?wù)和一個消抖任務(wù)，消抖任務(wù)中設(shè)置一個消抖隊列和一個待消抖隊列，操作系統(tǒng)每隔一個查詢周期查詢一次各空觸點信號的狀態(tài)，并根據(jù)上個查詢周期中空觸點信號的狀態(tài)來判斷此次查詢時空觸點信號的狀態(tài)是否改變，并以此來判斷是否更新此次查詢時的BCD碼值，直到所有空觸點信號狀態(tài)都不再變化時，將此次查詢時更新的BCD碼值送入待消抖隊列準(zhǔn)備消抖，并在消抖任務(wù)時間片到來時，將相應(yīng)的BCD碼值送入消抖隊列并根據(jù)其開始變位時刻對其進行消抖，在消抖過程中，如果發(fā)現(xiàn)為抖動信號，則退出消抖；否則，在消抖結(jié)束后，激發(fā)GOOSE報文，發(fā)送相應(yīng)的B⑶碼檔位信息。
[0018]本發(fā)明達到的有益效果:本發(fā)明在BCD碼檔位信息的采集過程中，當(dāng)CPU查詢到h時刻有空觸點信號的狀態(tài)發(fā)生改變時，便更新BCD碼值，同時將該BCD碼信號送入待消抖隊列準(zhǔn)備消抖，當(dāng)t2 (小于消抖時間Tx)時刻有另外一個組成B⑶碼的空觸點信號狀態(tài)發(fā)生改變時，重新更新BCD碼值，并將t2時刻作為新的消抖開始時間，這樣當(dāng)組成它的多個空觸點信號短時間內(nèi)均發(fā)生變化時，能夠以該組變化觸點中最后一個進入穩(wěn)定狀態(tài)的變位發(fā)生時間為該檔位值的開始變位時間，然后再由采集裝置對其BCD碼值就地合成，并激活對應(yīng)的GOOSE報文組進入突發(fā)狀態(tài)，避免了不必要的網(wǎng)絡(luò)報文傳輸并且有效減輕了上層裝置的負擔(dān)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是GOOSE報文事件傳輸機制；
[0020]圖2是空觸點信號開入消抖過程；
[0021]圖3是應(yīng)用本發(fā)明方法的一個采集裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是本發(fā)明一個查詢周期內(nèi)B⑶碼值的確定過程；
[0023]圖5是本發(fā)明CPU查詢模塊工作流程圖；
[0024]圖6是本發(fā)明CPU消抖模塊工作流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0026]如圖3，是應(yīng)用本發(fā)明采集方法的一個裝置，包括CPU、FPGA芯片和網(wǎng)絡(luò)芯片，F(xiàn)PGA的各個輸入端口分別對應(yīng)連接一個空觸點，用于采集各空觸點狀態(tài)，各空觸點與FPGA芯片的輸入端口之間還設(shè)有光耦器件，B⑶-1-2和B⑶-1-1為B⑶碼的十位，B⑶-0-l、B⑶-0-2、B⑶-0-4和B⑶-0-8為B⑶碼的個位，各空觸點狀態(tài)代表的權(quán)值如表I所示，例如，B⑶-0-1對應(yīng)的空觸點代表B⑶碼的個位，其權(quán)值為1，即:000001, B⑶-1-2對應(yīng)的空觸點代表B⑶碼的十位，其權(quán)值為20，即:100000。
[0027]表I
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，步驟如下: (1)實時采集參與BCD碼組成的各空觸點信號； (2)在設(shè)定的時間T內(nèi)，每當(dāng)有一個以上空觸點信號的狀態(tài)發(fā)生改變時，則更新T的起始時刻，以最后一個狀態(tài)發(fā)生改變的空觸點信號的狀態(tài)變化時刻為對應(yīng)的BCD碼值的開始變位時刻t ； (3)以所述BCD碼值的開始變位時刻t為消抖開始時刻延遲一個消抖時間Tx，并在消抖時間Tx結(jié)束后確認所述各空觸點信號狀態(tài)，以確定BCD碼值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，在確定所述B⑶碼值后，將B⑶碼檔位信息通過GOOSE報文發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，步驟(1)中，以掃描的方式實時采集所述各空觸點信號，且每次采集時均記錄當(dāng)前BCD碼值，掃描周期TS〈T。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，步驟(2)中，在時間T內(nèi)，通過比較相鄰兩次采集的BCD碼值是否變化，判斷是否有空觸點發(fā)生變位，每次變位發(fā)生，則重置所述開始變位時刻t。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，步驟(2)中的設(shè)定時間T為一個滑動時間窗，其起始時刻隨每個空觸點信號狀態(tài)變化的起始時刻而更新。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站用BCD碼檔位信息采集方法，其特征在于，在操作系統(tǒng)中，設(shè)置一個查詢?nèi)蝿?wù)和一個消抖任務(wù)，消抖任務(wù)中設(shè)置一個消抖隊列和一個待消抖隊列，操作系統(tǒng)每隔一個查詢周期查詢一次各空觸點信號的狀態(tài)，并根據(jù)上個查詢周期中空觸點信號的狀態(tài)來判斷此次查詢時空觸點信號的狀態(tài)是否改變，并以此來判斷是否更新此次查詢時的BCD碼值，直到所有空觸點信號狀態(tài)都不再變化時，將此次查詢時更新的BCD碼值送入待消抖隊列準(zhǔn)備消抖，并在消抖任務(wù)時間片到來時，將相應(yīng)的BCD碼值送入消抖隊列并根據(jù)其開始變位時刻對其進行消抖，在消抖過程中，如果發(fā)現(xiàn)為抖動信號，則退出消抖；否則，在消抖結(jié)束后，激發(fā)GOOSE報文，發(fā)送相應(yīng)的BCD碼檔位信息。
【文檔編號】H02J13/00GK103457352SQ201310344705
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】李英明, 閆志輝, 鄭拓夫, 李剛, 周水斌, 馬儀成 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司, 許昌許繼軟件技術(shù)有限公司