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一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法

閱讀:515發(fā)布:2023-03-08

專利匯可以提供一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務。并且本 發(fā)明 公開一種提高 電能 信息采集系統(tǒng)時間 精度 的方法,該方法是通過對天文授時模 塊 、后臺 服務器 、集中器和計量終端設備這四個環(huán)節(jié)間的延時進行計算、預測和補償,從而實現(xiàn)電能信息采集系統(tǒng)時間精度的提高。本發(fā)明通過對電能信息采集系統(tǒng)的整個網(wǎng)絡中,后臺服務器、集中器、終端設備等環(huán)節(jié)校時時間發(fā)布的延時進行計算和預測,以及延時的補償,為電能信息采集系統(tǒng)的各個層次提供了統(tǒng)一的、精確的時間標記,從而使得整個電能信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都具有精確的時間戳,提高了電能信息采集系統(tǒng)的時間精度,為電 力 系統(tǒng)的運營調(diào)度、控制、線損統(tǒng)計分析等功能提供精確的時間基準。,下面是一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于該方法是通過對天文授時模、后臺服務器、集中器和計量終端設備這四個環(huán)節(jié)間的延時進行計算、預測和補償,從而實現(xiàn)電能信息采集系統(tǒng)時間精度的提高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于所述天文授時模塊包括全球定位系統(tǒng)授時模塊或北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)授時模塊中的一種或者兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于所述所述電能信息采集系統(tǒng)的終端設備為采集終端、電能表或手持終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于該方法包括如下步驟:
(1)電能信息采集系統(tǒng)的后臺服務器從天文授時模塊精確獲取標準天文時間,得到一個在系統(tǒng)內(nèi)進行校時的時間基準;
(2)在后臺服務器與集中器之間進行校時信息發(fā)布的過程中,提高集中器獲取的校時時間的精度;
(3)在集中器對計量終端設備進行校時的過程中,提高終端設備獲取的校時時間的精度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于該方法包括如下步驟:
(1)對天文授時模塊到后臺服務器獲取標準天文時間之間的延時時間ΔT1進行計算和預測,并根據(jù)所述的延時時間ΔT1對后臺服務器所獲取的標準天文時間進行補償;
(2)對后臺服務器到集中器之間進行校時信息發(fā)布的延時時間ΔT2進行計算和預測,并根據(jù)所述的延時時間ΔT2對集中器所獲取的校時時間進行補償;
(3)對集中器到計量終端設備之間進行校時的過程延時時間ΔT3進行計算和預測,并根據(jù)所述延時時間ΔT3對計量終端設備獲取的校時時間進行補償。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于所述步驟(1)中,延時時間ΔT1的計算公式為ΔT1=ΔT1,1+ΔT1,2,其中:
ΔT1,1=f(T,S),T為溫度,S為信號強度,f為經(jīng)驗公式;
ΔT1,2=n×T′,n是通信所需節(jié)拍數(shù),T′是通信節(jié)拍的周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于所述步驟(2)中,延時時間ΔT2的計算方法為:
a.設后臺服務器在T時刻發(fā)布校時信息;
b.集中器接到校時信息后向后臺服務器給出回碼,回碼到達后臺服務器時刻為T+ΔT;
c.那么一次校時的延時時間為
d.重復上述a~c的校時過程n,求取n次校時的延時時間平均值,得到所述延時時間ΔT2。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其特征在于所述步驟(3)中,延時時間ΔT3的計算方法為:
a.設集中器在T時刻發(fā)布校時信息;
b.計量終端接到校時信息后向集中器給出回碼,回碼到達集中器時刻為T+ΔT;
c.那么一次校時的延時時間為
d.重復上述a~c的校時過程n,求取n次校時的延時時間平均值,得到所述延時時間ΔT3。

說明書全文

一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及電系統(tǒng)電能信息采集技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法。

背景技術(shù)

[0002] 電力工業(yè)是涉及到國計民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),是經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要保障。智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)近期的建設目標,而安全可靠、高精度的時間同步,是當代電網(wǎng)以及智能電網(wǎng)運行的一項基本要求,因為電網(wǎng)是一個巨大的系統(tǒng)工程,從發(fā)電、輸電、配電和用電的各個環(huán)節(jié),需要一個精準的時間基準來確保電廠、變電站的設備運轉(zhuǎn)同步進行。
[0003] 例如,作為運營單位,供電部會在季度末或者年末定時總結(jié)全體用電總量和供電總量,計算線損,核算盈虧。供電部門通常是通過設定一個時間點,整理出到這一時間點前的全部電量數(shù)據(jù)用來計算,而實際上各處時間是有誤差的,時間上幾秒的誤差在龐大的用電網(wǎng)絡中所帶來的用電誤差是很大的,其影響也相當嚴重。
[0004] 對于電力運營部門,目前授時的實現(xiàn)方式是省、網(wǎng)級的后臺服務器主站采用全球定位系統(tǒng)(GPS)天文授時獲取標準天文時間,然后通過GPRS網(wǎng)絡進行廣播的方式,或者通過UDP方式,對處于中樞位置的集中器進行校時。集中器校時完成后,再通過RS485方式或者電力線載波方式對電能的終端設備進行校時。由于其中網(wǎng)絡環(huán)節(jié)多,校時命令到達終端設備的網(wǎng)絡延時不一致,導致整個網(wǎng)絡的時間基準的誤差在2-5s以上,精度較低。其中,GPS授時模到后臺服務器之間的延時有一定的范圍,但不能精確獲取。在后臺服務器到集中器之間,如果采用UDP方式進行校時信息發(fā)布,一般會有2-4s的延時;如果采用GPRS網(wǎng)絡進行廣播的方式,接碼和解碼的過程也會造成延時。在集中器到電能信息采集終端設備的校時發(fā)布過程中,采用RS485方式或電力線載波方式都會有通信延時,對于電力線載波方式,還存在通信成功率的問題。
[0005] 目前,針對電能信息采集中存在的系統(tǒng)各個層次環(huán)節(jié)時間同步精度不高的問題,尚未見有相關(guān)研究報道。

發(fā)明內(nèi)容

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法。
[0007] 本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實現(xiàn)的:
[0008] 一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,該方法主要是通過對天文授時模塊、后臺服務器、集中器和計量終端設備這四個層次環(huán)節(jié)間的延時進行計算、預測和補償,從而實現(xiàn)電能信息采集系統(tǒng)時間精度的提高,具體包括如下步驟:
[0009] (1)電能信息采集系統(tǒng)的后臺服務器從天文授時模塊精確獲取標準天文時間,得到一個在系統(tǒng)內(nèi)進行校時的時間基準;
[0010] (2)在后臺服務器與集中器之間進行校時信息發(fā)布的過程中,提高集中器獲取的校時時間的精度;
[0011] (3)在集中器對計量終端設備進行校時的過程中,提高終端設備獲取的校時時間的精度。
[0012] 上述一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,進一步包括如下方案:
[0013] (1)對天文授時模塊到后臺服務器獲取標準天文時間之間的延時(延時1,ΔT1)進行計算和預測,并根據(jù)所述的延時1對后臺服務器所獲取的標準天文時間進行補償;
[0014] (2)對后臺服務器到集中器之間進行校時信息發(fā)布的延時(延時2,ΔT2)進行計算和預測,并根據(jù)所述的延時2對集中器所獲取的校時時間進行補償;
[0015] (3)對集中器到計量終端設備之間進行校時的過程延時(延時3,ΔT3)進行計算和預測,并根據(jù)所述延時3對終端設備獲取的校時時間進行補償。
[0016] 上述步驟(1)中,ΔT1的計算公式為ΔT1=ΔT1,1+ΔT1,2,
[0017] 其中:
[0018] ΔT1,1是通過累積的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對環(huán)境溫度信號強度造成的硬件延遲作出預測,其公式為ΔT1,1=f(T,S),T為溫度,S為信號強度;
[0019] ΔT1,2是通信延遲的經(jīng)驗數(shù)值,其公式為ΔT1,2=n×T′,n是通信所需節(jié)拍數(shù),T′是通信節(jié)拍的周期。
[0020] 上述步驟(2)中,延時時間(延時2,ΔT2)計算方法為:
[0021] a.設后臺服務器在T時刻發(fā)布校時信息;
[0022] b.集中器接到校時信息后向后臺服務器給出回碼,回碼到達后臺服務器時刻為T+ΔT;
[0023] c.那么一次校時的延時時間為
[0024] d.因為不能完全保障通信暢通,網(wǎng)絡狀態(tài)對延時也有較大影響,所以校時過程重復n次,n可以根據(jù)歷次校時網(wǎng)絡狀態(tài)進行調(diào)整,求取n次校時的延時時間平均值,得到前述的延時2,ΔT2。
[0025] 然后將ΔT2數(shù)值存儲在后臺服務器,在以后對集中器的校時時間信息中加提前量ΔT2,實現(xiàn)補償。
[0026] ΔT2的數(shù)值在使用一段時間后進行更新。
[0027] 上述步驟(3)中,延時時間(延時3,ΔT3)的計算方法為:
[0028] a.設集中器在T時刻發(fā)布校時信息;
[0029] b.計量終端接到校時信息后向集中器給出回碼,回碼到達集中器時刻為T+ΔT;
[0030] c.那么一次校時的延時時間為
[0031] d.校時過程重復n次,n可以根據(jù)歷次校時網(wǎng)絡狀態(tài)進行調(diào)整,求取n次校時的延時時間平均值,得到前述的延時3,ΔT3。
[0032] 然后將ΔT3數(shù)值存儲在集中器中,在以后對計量終端的校時時間信息中加提前量ΔT3,實現(xiàn)補償。
[0033] ΔT3的數(shù)值在使用一段時間后進行更新。
[0034] 上述一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,所述天文授時模塊包括全球定位系統(tǒng)(GPS)授時模塊、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(COMPASS)授時模塊中的至少一種。
[0035] 上述一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,所述電能信息采集系統(tǒng)的終端設備包括采集終端、電能表或手持終端等涉及電能計量的設備。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
[0037] 本發(fā)明通過對電能信息采集系統(tǒng)的整個網(wǎng)絡中,后臺服務器、集中器、終端設備等環(huán)節(jié)校時時間發(fā)布的延時進行計算和預測,以及延時的補償,為電能信息采集系統(tǒng)的各個層次提供了統(tǒng)一的、精確的時間標記,從而使得整個電能信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都具有精確的時間戳,提高了電能信息采集系統(tǒng)的時間精度,為電力系統(tǒng)的運營調(diào)度、控制、線損統(tǒng)計分析等功能提供精確的時間基準。附圖說明
[0038] 圖1是本發(fā)明提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法原理圖;
[0039] 圖2是本發(fā)明提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法具體步驟流程圖

具體實施方式

[0040] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步地描述,但具體實施例并不對本發(fā)明做任何限定。
[0041] 從圖1可以看出,本發(fā)明提供的一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,其實現(xiàn)過程是首先電能信息采集系統(tǒng)的后臺服務器通過天文授時模塊(全球定位系統(tǒng)授時模塊或北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)授時模塊中的一種或兩種)獲取標準天文時間,然后通過GPRS、UDP等方式向集中器發(fā)布校時信息,對集中器的時間進行校正。在集中器的時間經(jīng)過校正后,通過電力線載波通信或RS485串行通信的方式向電能表、采集終端等終端設備發(fā)布校時信息,對終端設備的時間進行校正。
[0042] 通過上述三個步驟的時間校正,從而提高了電能信息采集系統(tǒng)的時間精度。
[0043] 如圖2所示,本發(fā)明提供一種提高電能信息采集系統(tǒng)時間精度的方法,具體包括如下方案:
[0044] (1)天文授時模塊與后臺服務器之間延時的計算、預測和補償;
[0045] (2)后臺服務器與集中器之間延時的計算、預測和補償;
[0046] (3)集中器與計量終端設備之間延時的計算、預測和補償。
[0047] 授時模塊(接收機)與后臺服務器之間的延遲及其穩(wěn)定性是影響電能信息采集系統(tǒng)時間精度的一個因素。接收機的硬件延遲變化與環(huán)境溫度、信號的強度等因素有關(guān),接受機到后臺服務器之間的通信延遲則一般有一個范圍。因此,在步驟(1)天文授時模塊與后臺服務器之間延時的計算、預測與補償中,首先通過累積的經(jīng)驗數(shù)據(jù)對環(huán)境溫度和信號強度造成的硬件延遲作出預測,值為ΔT1,1,再加上通信延遲的經(jīng)驗數(shù)值ΔT1,2,可以得到本步驟(1)的延時1(ΔT1),然后在后臺服務器的時間基準中進行軟件補償。
[0048] 步驟(1)中的計算公式為:
[0049] ΔT1=ΔT1,1+ΔT1,2;
[0050] ΔT1,1=f(T,S),T為溫度,S為信號強度;
[0051] ΔT1,2=n×T′,n是通信所需節(jié)拍數(shù),T′是通信節(jié)拍的周期。
[0052] 在步驟(2)后臺服務器與集中器之間延時的計算、預測和補償中,后臺服務器通過GPRS、UDP等方式進行校時信息的廣播,通信中校時信息的編碼、接碼和解碼會造成延時,并且網(wǎng)絡的狀態(tài)會影響延時時間的數(shù)值。
[0053] 上述步驟(2)延時時間(延時2,ΔT2)計算方法為:
[0054] a.設后臺服務器在T時刻發(fā)布校時信息;
[0055] b.集中器接到校時信息后向后臺服務器給出回碼,回碼到達后臺服務器時刻為T+ΔT;
[0056] c.那么一次校時的延時時間為
[0057] d.因為不能完全保障通信暢通,網(wǎng)絡狀態(tài)對延時也有較大影響,所以校時過程重復n次,n可以根據(jù)歷次校時網(wǎng)絡狀態(tài)進行調(diào)整,求取n次校時的延時時間平均值,得到前述的延時2,ΔT2。
[0058] 然后將ΔT2數(shù)值存儲在后臺服務器,在以后對集中器的校時時間信息中加提前量ΔT2,實現(xiàn)補償。
[0059] ΔT2的數(shù)值在使用一段時間后進行更新。
[0060] 在步驟(3)集中器與計量終端設備之間延時的計算、預測和補償中,集中器通過電力線載波通信或者RS485串行通信方式對計量終端設備進行校時。
[0061] 上述步驟(3)延時時間(延時3,ΔT3)的計算方法為:
[0062] a.設集中器在T時刻發(fā)布校時信息;
[0063] b.計量終端接到校時信息后向集中器給出回碼,回碼到達集中器時刻為T+ΔT;
[0064] c.那么一次校時的延時時間為
[0065] d.校時過程重復n次,n可以根據(jù)歷次校時網(wǎng)絡狀態(tài)進行調(diào)整,求取n次校時的延時時間平均值,得到前述的延時3,ΔT3。
[0066] 然后將ΔT3數(shù)值存儲在集中器中,在以后對計量終端的校時時間信息中加提前量ΔT3,實現(xiàn)補償。
[0067] ΔT3的數(shù)值在使用一段時間后進行更新。
[0068] 通過上述三個步驟,可以提高整個電能信息采集系統(tǒng)的時間精度,使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)都具有精確的時間戳,方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析應用。
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