专利名称：一种应用于直流电网的同步数据采集方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于直流电网的同步数据采集方法，属于电力系统信息化与自动化技术领域。
背景技术：
当前，国内外智能电网不断发展，成为未来电网发展的新需求。按照规划，智能电网建设自2011年起已进入全面建设阶段，关键技术和装备将实现重大突破和广泛应用。智能电网建设的技术主线体现为信息化、自动化、互动化。信息化是智能电网的实施基础，实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用，先进的通信、信息、控制等应用技术，是实现 “智能”的基础。运用先进技术手段来提高电力特征数据采集的实时性和精确性是电网信息化建设的新要求，在较少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态，从而提高系统供电的安全性和可靠性。同时，随着智能电网的不断发展，对于直流电力系统信息采集要求也越来越高，为了准确地评估直流电网的负荷状态以及进行故障预警、故障分析，要求采集系统在同一时刻采集整个直流电网位于不同地理位置变电站的电力信息，并统一上传到某一点进行集中运算，从而可调节直流电网负荷，保证设备故障的发生。例如，城市轨道交通的牵引电力系统就是1500V直流电力系统，目前随着城市轨道交通的不断发展，客流量也不断增长，导致牵引负荷增加，并且轨道交通牵引负荷是不稳定的，它会随着机车的启动、停止产生很大差别，在一些客流量大的线路，经常出现牵引供电装置短时过载，可能对装置造成不可逆的损伤，甚至损毁。由于轨道交通线路延伸距离长，牵引供电分散在几十公里的沿途各点，因此需要分散同步采集相关数据，再集中到一点进行运算，完成负荷过载报警、事故分析等功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种可应用于直流电网的同步数据采集方法。为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种应用于直流电网的同步数据采集方法，其特征在于步骤为
步骤1、通过GPS时钟设备接收GPS卫星信号，从而获取准确时间，同时每秒外发送一秒脉冲硬件同步信号；
步骤2、直流电网的各个数据采集装置中的时间同步模块接收到秒脉冲硬件同步信号后，通过PPS硬件对时技术调节稳定自身的时钟，保持时钟的准确度；
步骤3、各个时间同步模块将每秒收到的秒脉冲硬件同步信号作为激励信号，对该秒脉冲以相同的分频倍率进行分频，产生分频信号，由分频信号触发各个数据采集装置中的采集模块从而采集直流电网中的直流电压及电流信号，从而实现在同一地点的各个数据采集装置或者在不同地点的各个采数据采集装置，在同一时刻采集位于不同地理位置的电力信息；步骤4、各个数据采集装置的以太网通信模块通过以太网NTP协议每秒从GPS时钟设备接收绝对时间，再根据当前采集模块的分频倍率得到时间补偿，将绝对时间加上时间补偿后得到实际时间，然后在每一组测量好的直流电压、电流数据打上实际时间标签并传送，监控中心接收到带有实际时间标签的电力数据，可分析整个直流电网状态及负荷情况。本发明在直流电网电压电流数据采集系统中，通过GPS时钟信号以及NTP网络对时技术、PPS硬件对时技术，实现在同一时刻采集整个直流电网位于不同地理位置的电力信息，达到直流电网电力信息同步采集的目的，可用于分析直流电网负荷情况，并可为直流系统的故障预警和故障分析提供数据依据。本发明的优点是
1、分布于不同地理位置的电网数据采集装置可以在同一时刻采集整个直流电网不同点的电力信息；
2、电网数据采集装置上传的电力信息数据包含实际时间标签，因此上层监控中心可以识别直流电网在同一时刻不同位置的电力数据。3、上层监控中心获取带有时标的直流电网数据，可以实时分析整个电网的负荷情况，从而根据设备的能力调节负荷，避免设备的损坏。4、采用PPS硬件秒脉冲和NTP协议进行设备的对时，可以避免每个电网数据采集装置都有一个GPS信号接收器，有效降低了成本。
图1为实施本发明的系统框图。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本发明提供的一种应用于直流电网的同步数据采集方法应用在如图1所示的系统上，其步骤为
步骤1、通过GPS时钟设备接收GPS卫星信号，从而获取准确时间，同时每秒外发送一 PPS (PPS英文全称为“pulses per second”，中文名称为“秒脉冲”)硬件同步信号；
步骤2、直流电网的各个数据采集装置中的时间同步模块接收到PPS硬件同步信号后， 通过PPS硬件对时技术调节稳定自身的时钟，保持时钟的准确度；
其中，调节稳定时间同步模块可以采用传统的同步报文加秒脉冲的对时方式中，秒脉冲信号作为一个触发信号，时间同步模块接收到秒脉冲信号后，同时也会通过以太网接收到绝对时间，通过秒脉冲与接收到的绝对时间的比较，时间同步模块会调节自身的时钟快慢或者时钟振荡频率，从而使自身的时钟更为准确。步骤3、各个时间同步模块将每秒收到的PPS硬件同步信号作为激励信号，对该秒脉冲以相同的分频倍率进行分频，产生分频信号，由分频信号触发各个数据采集装置中的采集模块从而采集直流电网中的直流电压及电流信号，从而实现在同一地点的各个数据采集装置或者在不同地点的各个采数据采集装置，在同一时刻采集位于不同地理位置的电力 fn息；
步骤4、各个数据采集装置的以太网通信模块通过以太网NTP协议每秒从GPS时钟设备接收绝对时间，再根据当前采集模块的分频倍率得到时间补偿，时间补偿等于1秒除以分频倍率，将绝对时间加上时间补偿后得到实际时间，然后在每一组测量好的直流电压、电流数据打上实际时间标签并传送，监控中心接收到带有实际时间标签的电力数据，可分析整个直流电网状态及负荷情况。
权利要求
1. 一种应用于直流电网的同步数据采集方法，其特征在于步骤为 步骤1、通过GPS时钟设备接收GPS卫星信号，从而获取准确时间，同时每秒外发送一秒脉冲硬件同步信号；步骤2、直流电网的各个数据采集装置中的时间同步模块接收到秒脉冲硬件同步信号后，通过PPS硬件对时技术调节稳定自身的时钟，保持时钟的准确度；步骤3、各个时间同步模块将每秒收到的秒脉冲硬件同步信号作为激励信号，对该秒脉冲以相同的分频倍率进行分频，产生分频信号，由分频信号触发各个数据采集装置中的采集模块从而采集直流电网中的直流电压及电流信号，从而实现在同一地点的各个数据采集装置或者在不同地点的各个采数据采集装置，在同一时刻采集位于不同地理位置的电力信息；步骤4、各个数据采集装置的以太网通信模块通过以太网NTP协议每秒从GPS时钟设备接收绝对时间，再根据当前采集模块的分频倍率得到时间补偿，将绝对时间加上时间补偿后得到实际时间，然后在每一组测量好的直流电压、电流数据打上实际时间标签并传送，监控中心接收到带有实际时间标签的电力数据，可分析整个直流电网状态及负荷情况。
全文摘要
本发明提供了一种应用于直流电网的同步数据采集方法，其在直流电网电压电流数据采集系统中，通过GPS时钟信号以及NTP网络对时技术、PPS硬件对时技术，实现在同一时刻采集整个直流电网位于不同地理位置的电力信息，达到直流电网电力信息同步采集的目的，可用于分析直流电网负荷情况，并可为直流系统的故障预警和故障分析提供数据依据。本发明的优点是1、分布于不同地理位置的电网数据采集装置可以在同一时刻采集整个直流电网不同点的电力信息；2、上层监控中心可以识别直流电网在同一时刻不同位置的电力数据。3、可以实时分析整个电网的负荷情况，避免设备的损坏。4、有效降低了成本。
文档编号G01R31/00GK102522741SQ20111039506
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者奚培锋, 方佳韵, 李乙, 汤晓栋, 邬西坤, 陈平 申请人:上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海电器科学研究院