重合闸导前时间确定方法、装置和继电保护设备与流程

1.本技术涉及发电机并网技术领域，特别是涉及一种重合闸导前时间确定方法、装置、继电保护设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.现代电力系统电源普遍由分布于不同地域的发电厂中的同步电机并联运行构成的，发电机只有在并网运行时，才能发电并把电能输送出去。发电机并网是在同期装置的控制下通过断路器完成的。通常将从同期装置发出合闸脉冲至两侧电源电压到达同步点所使用的时间称为导前时间。导前时间若设置不准确，会导致相当大的发电机并网冲击电流，对电力系统和发电机造成损害。因此，导前时间设置的准确与否，对于电力系统有很大的影响。
3.现有技术中，通常基于人工经验设置导前时间。但是，上述方法并不能精确预估电压差为0的时刻，即不能准确预估两侧电源电压到达同步点的时刻，导前时间设置不够准确。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高导前时间准确性的重合闸导前时间确定方法、装置、继电保护设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种重合闸导前时间确定方法。该方法包括：
6.在检测到断路器的合闸信号后，根据检测到合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，并获取各数据分析时段的采样数据，采样数据包括采集到的多个电压差值以及各电压差值对应的采样时刻，电压差值为电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值；
7.根据各数据分析时段的采样数据，确定各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻；
8.根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，并将合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间的时长作为断路器对应的导前时间。
9.在其中一个实施例中，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，包括：
10.根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线；
11.根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线；
12.将第一曲线和第二曲线的交点对应的时刻作为合闸时刻。
13.在其中一个实施例中，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线，包括：
14.构建第一初始一元三次方程，第一初始一元三次方程的自变量为最大电压差值对应的采样时刻，第一初始一元三次方程的因变量为最大电压差值；
15.根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，求解第一初始一元三次方程的第一参数值；
16.根据第一参数值以及第一初始一元三次方程，得到用于表征第一曲线的第一目标一元三次方程。
17.在其中一个实施例中，根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线，包括：
18.构建第二初始一元三次方程，第二初始一元三次方程的自变量为最小电压差值对应的采样时刻，第二初始一元三次方程的因变量为最小电压差值；
19.根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，求解第二初始一元三次方程的第二参数值；
20.根据第二参数值以及第二初始一元三次方程，得到用于表征第二曲线的第二目标一元三次方程。
21.在其中一个实施例中，根据各数据分析时段的采样数据，确定各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，包括：
22.针对各数据分析时段的采样数据，若存在第一某电压差值大于第一某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值以及第一某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值，则将第一某电压差值作为数据分析时段内的最大目标电压差值，并将第一某电压差值对应的采样时刻作为最大目标电压差值对应的采样时刻；
23.若存在第二某电压差值小于第二某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值以及第二某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值，则将第二某电压差值作为数据分析时段内的最小目标电压差值，并将第二某电压差值对应的采样时刻作为最小目标电压差值对应的采样时刻。
24.在其中一个实施例中，根据检测到合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，包括：
25.获取数据分析时段的预设时长；
26.在检测到合闸信号的时刻之前按照预设时长依次截取n个数据分析时段，并在检测到合闸信号的时刻之后按照预设时长依次截取n个数据分析时段，其中，n为整数，n≥2；
27.将在检测到合闸信号的时刻之前截取的n个数据分析时段和在检测到合闸信号的时刻之后截取的n个数据分析时段，作为多个数据分析时段。
28.在其中一个实施例中，该方法还包括：
29.根据确定的多个数据分析时段，确定在预设缓存区中对应存储的电压差值，预设缓存区用于存储预设时间段内采集到的电压差值。
30.在其中一个实施例中，该方法还包括：
31.设置采样周期，并根据预设时长以及采样周期，得到预设时间长度内可采集的目标电压差值数量；
32.按照时间周期采集预设时间段内的电压差值，并将采集到的预设时间段内的电压差值保存至预设缓存区的第一指针或第二指针所指向的位置处，其中，预设缓存区存储的电压差值数量总量为目标电压差值数据的16倍；
33.若预设缓存区中未存储有电压差值数据，则第一指针的取值为0，第二指针的取值为8k，其中k表示目标电压差值数量；
34.若待存入的电压差值为预设时间段内采集到的第l个电压差值，则根据第一计算公式计算得到余数，第一计算公式为：q＝l mod(8k)，其中，q用于表征余数；
35.若未检测到合闸信号，则将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1和第二指针的取值为q+8k-1的位置处，并更新第一指针的取值以及第二指针的取值，若更新后的第一指针的取值超过8k-1时，则将更新后的第一指针的取值置为0且将更新后的第二指针的取值置为8k；
36.若检测到合闸信号，则在q-1《4k的情况下将待存入的电压差值存入第二指针的取值为q+8k-1的位置处，删除第一指针并更新第二指针的取值；在q-1≥4k的情况下将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1，删除第二指针并更新第一指针的取值。
37.在其中一个实施例中，该方法还包括：
38.若预设缓存区中存储的电压差值的数据量的不超过n*k时，则不反射合闸脉冲，合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射；
39.若检测到合闸信号，则在检测到合闸信号的时刻之后采集到的电压差值的数据量超过n*k时，停止采集预设时间段内的电压差值。
40.在其中一个实施例中，该方法还包括：
41.采集目标时间段对应的多个合闸脉冲采样数据，合闸脉冲采样数据包括采集到的合闸脉冲对应的合闸脉冲电压值以及合闸脉冲电压值对应的采样时刻，合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射；
42.针对各合闸脉冲采样数据，若检测到某合闸脉冲电压值与某合闸脉冲电压值对应的采样时刻的上一采样时刻的合闸脉冲电压值之间的差值满足预设条件，则确定检测到合闸信号，并将某合闸脉冲电压值对应的采样时刻作为检测到合闸信号的时刻。
43.第二方面，本技术还提供了一种重合闸导前时间确定装置。该装置包括：
44.获取模块，用于在检测到断路器的合闸信号后，根据检测到所述合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，并获取各所述数据分析时段的采样数据，所述采样数据包括采集到的多个电压差值以及各所述电压差值对应的采样时刻，所述电压差值为电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值；
45.确定模块，用于根据各所述数据分析时段的采样数据，确定各所述数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻；
46.输出模块，用于根据各所述数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定所述断路器的合闸时刻，并将所述合闸时刻和检测到所述合闸信号的时刻之间的时长作为所述断路器对应的导前时间。
47.第三方面，本技术还提供了一种继电保护设备。所述继电保护设备包括存储器和
处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行时实现如上述第一方面所述的重合闸导前时间确定方法。
48.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的重合闸导前时间确定方法。
49.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的重合闸导前时间确定方法。
50.上述重合闸导前时间确定方法、装置、继电保护设备、存储介质和计算机程序产品，通过在检测到断路器的合闸信号后，根据检测到合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，并获取各数据分析时段的采样数据，根据各数据分析时段的采样数据，确定各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，并根据根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，并将合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间的时长作为断路器对应的导前时间。由于是通过对多个数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，提高了合闸时刻的精确性；然后通过将合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间的时长作为断路器对应的导前时间，由于准确确定了导前时间的起始时刻和结束时刻，提高了导前时间的准确性。
附图说明
51.图1为一个实施例中重合闸导前时间确定方法的流程示意图；
52.图2为一个实施例中重合闸导前时间确定方法的应用示意图；
53.图3为一个实施例中步骤103的流程示意图；
54.图4为一个实施例中步骤201的流程示意图；
55.图5为一个实施例中步骤202的流程示意图；
56.图6为一个实施例中步骤101的流程示意图；
57.图7为一个实施例中重合闸导前时间确定方法的流程示意图；
58.图8为一个实施例中预设缓存区数据存储示意图；
59.图9为一个实施例中预设缓存区数据存储示意图；
60.图10为一个实施例中重合闸导前时间确定装置的结构框图；
61.图11为一个实施例中继电保护设备的内部结构图。
具体实施方式
62.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
63.现代电力系统电源普遍由分布于不同地域的发电厂中的同步电机并联运行构成
的，发电机只有在并网运行时，才能发电并把电能输送出去。发电机并网是在同期装置的控制下通过断路器完成的。
64.同期装置需要准确地捕捉到每一次合闸机会，并提前发出合闸脉冲，使待并机组断路器主触头在电压差值为0时闭合，其中电压差值是指电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值。每一台机组提前合闸时间随不同的断路器动作时间的不同而不同，一般为几百毫秒。
65.同期装置整定的导前时间稍有误差，会导致相当大的发电机并网冲击电流。这种冲击平时肉眼无法观察到，但直接影响到发电机主设备的寿命，随着发电机单机容量的不断增大，非同期合闸对发电设备和电网的冲击影响也越来越大。因此，导前时间设置的准确与否，对于电力系统有很大的影响。
66.现有技术中，通常基于人工经验设置导前时间，将导前时间设置在某个范围内。但是，上述方法并不能精确预估电压差为0的时刻，并不能保证能使待并机组断路器主触头在电压差值为0时闭合，导前时间设置不够精确。
67.需要说明的是，本技术实施例提供的重合闸导前时间确定方法，其执行主体可以是重合闸导前时间确定装置，该重合闸导前时间确定装置可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为终端的部分或者全部。
68.下述方法实施例中，均以执行主体是终端为例来进行说明，其中，终端可以是个人计算机、笔记本电脑、媒体播放器、智能电视、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等，可以理解的是，该方法也可以应用于服务器，还可以应用于包括终端和服务器的系统，并通过终端和服务器的交互实现。
69.请参考图1，其示出了本技术实施例提供的一种重合闸导前时间确定方法的流程图。如图1所示，该重合闸导前时间确定方法包括以下步骤：
70.步骤101，在检测到断路器的合闸信号后，根据检测到合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，并获取各数据分析时段的采样数据。
71.其中，采样数据包括采集到的多个电压差值以及各电压差值对应的采样时刻，该电压差值为电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值。
72.可选的，数据分析时段的的时长为一个周波对应的时长，即20ms。
73.可选的，如图2所示，终端cpu按照预置的采样周期采集电网侧电压以及待并网发电机侧电压，其中采样周期t不大于20/12＝1.667ms，例如，可将采样周期t设置为1ms。每到达一个采样时刻，终端会计算电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值，并将该差值以及对应的采样时刻作为采样数据保存至预设的存储区域中。
74.可选的，终端根据确定的多个数据分析时段从预设的存储区域调用对应的采样数据，以获取各数据分析时段的采样数据。
75.可选的，该多个数据分析时段是以检测到合闸信号的时刻为起始时刻向后截取的多个数据分析时段，或者该多个数据分析时段是在检测到合闸信号的时刻之前截取a1个数据分析时段以及在检测到合闸信号的时刻之后截取a2个数据分析时段。
76.步骤102，根据各数据分析时段的采样数据，确定各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻。
77.可选的，针对各数据分析时段的电压差值，利用穷举法得到该数据分析时段中电压差值的最大值(即最大目标电压差值)以及电压差值的最大值(即最小目标电压差值)。然后查找该最大目标电压差值和最小目标电压差值对应的采样时刻，得到最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻。
78.步骤103，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻以及断路器对应的导前时间。
79.其中，该导前时间为合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间。
80.可选的，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻拟合电压差值曲线。根据电压差值曲线，确定合闸时刻点，即当存在一个时刻点，在该时刻点之后的一段预设时间内其电压差值基本维持在0的附近，则将该时刻点作为合闸时刻点。
81.可选的，如图2所示，当确定好导前时间，可将该导前时间显示在终端设备或者通过上位机接口传输给其他设备。
82.该实施例由于是通过对多个数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，提高了合闸时刻的精确性；然后通过将合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间的时长作为断路器对应的导前时间，由于准确确定了导前时间的起始时刻和结束时刻，提高了导前时间的准确性。
83.在一个实施例中，如图3所示，基于图1所示的实施例，本实施例涉及的是步骤103中根据各数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定断路器的合闸时刻，包括步骤201、步骤202以及步骤203：
84.步骤201，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线。
85.可选的，采用最小二乘法对各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻进行拟合，得到第一曲线，该第一曲线的自变量为最大目标电压差值对应的采样时刻t，因变量为最大目标电压差值u。每个最大目标电压差值及其对应的采样时刻构成一个实际坐标点，其中最小二乘法的目的是找到一条曲线，使它离相对应的实际坐标点的距离的平方和都很接近，而找到的曲线即为第一曲线u(t)。
86.步骤202，根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线。
87.可选的，采用最小二乘法对各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻进行拟合，得到第二曲线，该第二曲线的自变量为最小目标电压差值对应的采样时刻t，因变量为最小目标电压差值u
′
。每个最小目标电压差值及其对应的采样时刻构成一个实际坐标点，其中最小二乘法的目的是找到一条曲线，使它离相对应的实际坐标点的距离的平方和都很接近，而找到的曲线即为第二曲线u
′
(t)。
88.步骤203，将第一曲线和第二曲线的交点对应的时刻作为合闸时刻。
89.其中，电压差值的波形是基本以电压差为0的直线为对称轴的，因此，第一曲线和
第二曲线会在电压差为0处相聚。
90.可选的，将u(t)＝u
′
(t)，计算得到的t值即为合闸时刻。
91.本实施例中，通过根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线以及根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线，将第一曲线和第二曲线的交点对应的时刻作为合闸时刻，通过拟合得到最大电压值对应的曲线以及最小电压值对应的曲线，并根据拟合得到的曲线计算得到合闸时刻，提高了合闸时刻的准确性。
92.在一个实施例中，如图4所示，基于图3所示的实施例，本实施例涉及的是步骤201中根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线，确定断路器的合闸时刻，包括步骤301、步骤302以及步骤303：
93.步骤301，构建第一初始一元三次方程。
94.其中，第一初始一元三次方程的自变量为最大电压差值对应的采样时刻，第一初始一元三次方程的因变量为最大电压差值。该第一初始一元三次方程的表达式如下：du1＝a0+a1t+a2t2+a2t3。
95.步骤302，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，求解第一初始一元三次方程的第一参数值。
96.可选的，从最大目标电压差值对应的采样时刻中，找到距离检测到合闸信号的时刻最近的4个最大电压差值对应的采样时刻点tmax(记作tmax[0]，tmax[1]，tmax[2]，tmax[3])以及各tmax对应的最大电压差值du_max(记作du_max[0]，du_max[1]，du_max[2]，du_max[3])。根据4个tmax和对应的du_max求解出具体的a0，a1，a2以及a3。具体来说带入后得到如下方程组，求解出4个参数：
[0097]
du_max[0]＝a0+a1tmax[0]+a2tmax[0]2+a3tmax[0]3，
[0098]
du_max[1]＝a0+a1tmax[1]+a2tmax[1]2+a3tmax[1]3，
[0099]
du_max[2]＝a0+a1tmax[2]+a2tmax[2]2+a3tmax[2]3，
[0100]
du_max[3]＝a0+a1tmax[3]+a2tmax[3]2+a3tmax[3]3。
[0101]
步骤303，根据第一参数值以及第一初始一元三次方程，得到用于表征第一曲线的第一目标一元三次方程。
[0102]
具体的，将求解出具体的a0，a1，a2以及a3代入du1＝a0+a1t+a2t2+a2t3，即可得到用于该第一目标一元三次方程。
[0103]
该实施例通过构建第一初始一元三次方程，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，求解第一初始一元三次方程的第一参数值，根据第一参数值以及第一初始一元三次方程，得到用于表征第一曲线的第一目标一元三次方程。利用一元三次方程能够更好的拟合得到最大电压差值的分布函数，提高了最大电压差值的分布函数的准确性。
[0104]
在一个实施例中，如图5所示，基于图3所示的实施例，本实施例涉及的是步骤202中根据各所述数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线，包括步骤401、步骤402以及步骤403：
[0105]
步骤401，构建第二初始一元三次方程。
[0106]
其中，第二初始一元三次方程的自变量为最小电压差值对应的采样时刻，第二初
始一元三次方程的因变量为最小电压差值。该第二初始一元三次方程的表达式如下：du2＝a
′0+a
′1t+a
′2t2+a
′3t3。
[0107]
步骤402，根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，求解第二初始一元三次方程的第二参数值。
[0108]
可选的，从最小目标电压差值对应的采样时刻中，找到距离检测到合闸信号的时刻最近的4个最小电压差值对应的采样时刻点tmin(记作tmin[0]，tmin[1]，tmin[2]，tmin[3])以及各tmin对应的最小电压差值du_min(记作du_min[0]，du_min[1]，du_min[2]，du_min[3])。根据4个tmin和对应的du_min求解出具体的a
′0，a
′1，a
′2以及a
′3。具体来说带入后得到如下方程组，求解出4个参数：
[0109]
du_min[0]＝a
′0+a
′1tmin[0]+a
′2tmin[0]2+a
′3tmin[0]3，
[0110]
du_min[1]＝a
′0+a
′1tmin[1]+a
′2tmin[1]2+a
′3tmin[1]3，
[0111]
du_min[2]＝a
′0+a
′0tmin[2]+a
′0tmin[2]2+a
′0tmin[2]3，
[0112]
du_min[3]＝a
′0+a
′0tmin[3]+a
′0tmin[3]2+a
′0tmin[3]3。
[0113]
步骤403，根据第二参数值以及第二初始一元三次方程，得到用于表征第二曲线的第二目标一元三次方程。
[0114]
具体的，将求解出具体的a
′0，a
′1，a
′2以及a
′3代入du2＝a
′0+a
′1t+a
′2t2+a
′3t3，即可得到用于该第二目标一元三次方程。
[0115]
该实施例利用一元三次方程能够更好的拟合得到最小电压差值的分布函数，提高了最小电压差值的分布函数的准确性。
[0116]
在一个实施例中，基于图1所示的实施例，本实施例涉及的是步骤102，包括步骤501以及步骤502：
[0117]
步骤501，针对各数据分析时段的采样数据，若存在第一某电压差值大于第一某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值以及第一某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值，则将第一某电压差值作为数据分析时段内的最大目标电压差值，并将第一某电压差值对应的采样时刻作为最大目标电压差值对应的采样时刻。
[0118]
即，如果存在某个采样时刻n的电压差值du满足du[n]＞du[n-1]以及du[n]＞du[n+1]，则du[n]为最大目标电压差值，记录下du_max，并记录对应的采样时刻为tmax，即最大目标电压差值对应的采样时刻。
[0119]
步骤502，若存在第二某电压差值小于第二某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值以及第二某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值，则将第二某电压差值作为数据分析时段内的最小目标电压差值，并将第二某电压差值对应的采样时刻作为最小目标电压差值对应的采样时刻。
[0120]
即，如果存在某个采样时刻n的电压差值du满足du[n]＜du[n-1]以及du[n]＜du[n+1]，则du[n]为最小目标电压差值，记录下du_min，并记录对应的采样时刻为tmin，即最小目标电压差值对应的采样时刻。
[0121]
该实施例实现了各数据分析时段对应的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻的确定，计算量小。
[0122]
在一个实施例中，如图6所示，基于图1所示的实施例，本实施例涉及的是步骤101根据检测到合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，包括步骤601、步骤602以及步骤603：
[0123]
步骤601，获取数据分析时段的预设时长。
[0124]
可选的，该预设时长可设置为20ms，即一个周波对应的时长。
[0125]
步骤602，在检测到合闸信号的时刻之前按照预设时长依次截取n个数据分析时段，并在检测到合闸信号的时刻之后按照预设时长依次截取n个数据分析时段。
[0126]
其中，n为整数，n≥2。可选的，n＝3。
[0127]
步骤603，将在检测到合闸信号的时刻之前截取的n个数据分析时段和在检测到合闸信号的时刻之后截取的n个数据分析时段，作为多个数据分析时段。
[0128]
进一步的，可根据确定的多个数据分析时段，确定在预设缓存区中对应存储的电压差值，预设缓存区用于存储预设时间段内采集到的电压差值。
[0129]
该实施例由于是将在检测到合闸信号的时刻之前截取的n个数据分析时段和在检测到合闸信号的时刻之后截取的n个数据分析时段作为多个数据分析时段，该多个数据分析时段既包含合闸信号的时刻之前的数据又包含合闸信号的时刻之前的数据，数据比较充分，提高数据分析时段的可靠性。
[0130]
在一个实施例中，如图7所示，基于图6所示的实施例，该重合闸导前时间确定方法还包括以下步骤：
[0131]
步骤701，设置采样周期，并根据预设时长以及采样周期，得到预设时间长度内可采集的目标电压差值数量。
[0132]
可选的，采样周期t不大于20/12＝1.667ms，例如，可将采样周期t设置为1ms。
[0133]
步骤702，按照时间周期采集预设时间段内的电压差值，并将采集到的预设时间段内的电压差值保存至预设缓存区的第一指针或第二指针所指向的位置处。
[0134]
其中，预设缓存区存储的电压差值数量总量为目标电压差值数据的16倍。可选的，当数据分析时段为1个周波时长时，该预设缓存区可保存16个周波内采集到电压差值。
[0135]
步骤703，若预设缓存区中未存储有电压差值数据，则第一指针的取值为0，第二指针的取值为8k，其中k表示目标电压差值数量。
[0136]
请参见图8，在未存入数据时，该第一指针p1指向p1＝0的位置处，第二指针p2指向p2＝8k位置处。
[0137]
步骤704，若待存入的电压差值为预设时间段内采集到的第l个电压差值，则根据第一计算公式计算得到余数。
[0138]
其中，第一计算公式为：q＝l mod(8k)，q用于表征余数。
[0139]
步骤705，若未检测到合闸信号，则将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1和第二指针的取值为q+8k-1的位置处，并更新第一指针的取值以及第二指针的取值，若更新后的第一指针的取值超过8k-1时，则将更新后的第一指针的取值置为0且将更新后的第二指针的取值置为8k。
[0140]
可选的，请参照图8，在未检测到合闸信号时，每将一个电压差值存入预设缓存区的p1和p2所指位置后，p1和p2向右移动，即将p1和p2的取值分别加1，直至p1移动至8k-1位置处，将当前的电压差值存入后，将p1的取值置为0且将p2的取值置为8k；之后每将一个电压差值存入预设缓存区的p1和p2所指位置后，p1和p2继续向右移动。
[0141]
步骤706，若检测到合闸信号，则在q-1＜4k的情况下将待存入的电压差值存入第二指针的取值为q+8k-1的位置处，删除第一指针并更新第二指针的取值；在q-1≥4k的情况下将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1，删除第二指针并更新第一指针的取值。
[0142]
可选的，请参照图9，若检测到合闸信号，若当前p1的取值小于4k时，即图9中的情况(a)，则将待存入的电压差值存入p2所指位置处，删除第一指针，存入后，p2向右移动，即将p2的值加1。若当前p1的取值超过4k时，即图9中的情况(b)，则将待存入的电压差值存入p1所指位置处，删除第二指针，存入后，p1向右移动，即将p1的值加1。
[0143]
该实施例借助预设缓存区保存采集到的电压差值，并利用指针更新数据，电压差值所需的存储空间小。同时通过检测到合闸信号，则在q-1＜4k的情况下将待存入的电压差值存入第二指针的取值为q+8k-1的位置处，删除第一指针并更新第二指针的取值；在q-1≥4k的情况下将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1，删除第二指针并更新第一指针的取值，保证当前预设缓存区存储的数据包含足够多的检测到合闸信号的时刻前后的采样数据，便于调取。
[0144]
在一个实施例中，基于图7所示的实施例，该重合闸导前时间确定方法还包括以下步骤：
[0145]
步骤801，若预设缓存区中存储的电压差值的数据量的不超过n*k时，则不反射合闸脉冲。
[0146]
其中，合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射。可选的，n＝3。
[0147]
步骤802，若检测到合闸信号，则在检测到合闸信号的时刻之后采集到的电压差值的数据量超过n*k时，停止采集预设时间段内的电压差值。
[0148]
可选的，当n＝3，根据确定的多个数据分析时段，确定在预设缓存区中对应存储的电压差值，预设缓存区用于存储预设时间段内采集到的电压差值，包括：
[0149]
记录检测到合闸信号时刻点对应的第一指针的取值x1或者第二指针的取值x2，若之后采集的电压差值保存在第二指针位置处，则在预设缓存区中对应存储的电压差值的位置为第二指针取值为[x
2-3k，x
2-3k]的位置处；同样若之后采集的电压差值保存在第一指针位置处，则在预设缓存区中对应存储的电压差值的位置为第二指针取值为[x
1-3k，x
1-3k]的位置处。可见，以上述方式保存数据，便于顺序调取对应的数据分析时段的采样数据。
[0150]
该实施例通过若预设缓存区中存储的电压差值的数据量的不超过n*k时，则不反射合闸脉冲保证了在该检测到合闸信号的时刻之前，有足够的电压差值；同时通过若检测到合闸信号，则在检测到合闸信号的时刻之后采集到的电压差值的数据量超过n*k时，停止采集预设时间段内的电压差值，当采集到所需的数据，及时停止，降低成本。
[0151]
在一个实施例中，基于图1所示的实施例，该重合闸导前时间确定方法还包括以下步骤：
[0152]
步骤901，采集目标时间段对应的多个合闸脉冲采样数据。
[0153]
其中，合闸脉冲采样数据包括采集到的合闸脉冲对应的合闸脉冲电压值以及合闸脉冲电压值对应的采样时刻；合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射。
[0154]
步骤902，针对各合闸脉冲采样数据，若检测到某合闸脉冲电压值与某合闸脉冲电压值对应的采样时刻的上一采样时刻的合闸脉冲电压值之间的差值满足预设条件，则确定检测到合闸信号，并将某合闸脉冲电压值对应的采样时刻作为检测到合闸信号的时刻。
[0155]
可选的，该预设条件为合闸脉冲电压值存在跳变，包括两种情况：当前采样时刻的合闸脉冲电压值为高电平，上一采样时刻的合闸脉冲电压值为低电平；当前采样时刻的合闸脉冲电压值为低电平，上一采样时刻的合闸脉冲电压值为高电平。
[0156]
该实施例通过根据若检测到某合闸脉冲电压值与某合闸脉冲电压值对应的采样时刻的上一采样时刻的合闸脉冲电压值之间的差值满足预设条件，则确定检测到合闸信号，实现了合闸时刻的确定，方法简单。
[0157]
在一个实施例中，该重合闸导前时间确定方法包括以下步骤：
[0158]
步骤1001，设置采样周期，并根据预设时长以及采样周期，得到预设时间长度内可采集的目标电压差值数量，预设时长为每周波对应时长。
[0159]
步骤1002，按照时间周期采集预设时间段内的电压差值，并将采集到的预设时间段内的电压差值保存至预设缓存区的第一指针或第二指针所指向的位置处。
[0160]
其中，预设缓存区存储的电压差值数量总量为目标电压差值数据的16倍。若预设缓存区中未存储有电压差值数据，则第一指针的取值为0，第二指针的取值为8k，其中k表示目标电压差值数量。
[0161]
步骤1003，若待存入的电压差值为预设时间段内采集到的第l个电压差值，则根据第一计算公式计算得到余数。
[0162]
步骤1004，若未检测到合闸信号，则将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1和第二指针的取值为q+8k-1的位置处，并更新第一指针的取值以及第二指针的取值，若更新后的第一指针的取值超过8k-1时，则将更新后的第一指针的取值置为0且将更新后的第二指针的取值置为8k。
[0163]
步骤1005，若预设缓存区中存储的电压差值的数据量的不超过n*k时，则不反射合闸脉冲，其中n＝3。
[0164]
步骤1006，采集目标时间段对应的多个合闸脉冲采样数据。
[0165]
其中，合闸脉冲采样数据包括采集到的合闸脉冲对应的合闸脉冲电压值以及合闸脉冲电压值对应的采样时刻；合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射。
[0166]
步骤1007，针对各合闸脉冲采样数据，若检测到某合闸脉冲电压值与某合闸脉冲电压值对应的采样时刻的上一采样时刻的合闸脉冲电压值之间的差值满足预设条件，则确定检测到合闸信号，并将某合闸脉冲电压值对应的采样时刻作为检测到合闸信号的时刻。
[0167]
步骤1008，若检测到合闸信号，则在q-1＜4k的情况下将待存入的电压差值存入第二指针的取值为q+8k-1的位置处，删除第一指针并更新第二指针的取值；在q-1≥4k的情况下将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1，删除第二指针并更新第一指针的取值。
[0168]
步骤1009，在检测到合闸信号的时刻之后采集到的电压差值的数据量超过n*k时，停止采集预设时间段内的电压差值。
[0169]
步骤1010，在检测到合闸信号的时刻之前按照预设时长依次截取n个数据分析时段，并在检测到合闸信号的时刻之后按照预设时长依次截取n个数据分析时段。
[0170]
步骤1011，获取各数据分析时段的采样数据，采样数据包括采集到的多个电压差值以及各电压差值对应的采样时刻，电压差值为电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值。
[0171]
步骤1012，针对各数据分析时段的采样数据，若存在第一某电压差值大于第一某
电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值以及第一某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值，则将第一某电压差值作为数据分析时段内的最大目标电压差值，并将第一某电压差值对应的采样时刻作为最大目标电压差值对应的采样时刻。
[0172]
步骤1013，若存在第二某电压差值小于第二某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值以及第二某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值，则将第二某电压差值作为数据分析时段内的最小目标电压差值，并将第二某电压差值对应的采样时刻作为最小目标电压差值对应的采样时刻。
[0173]
步骤1014，构建第一初始一元三次方程以及第二初始一元三次方程。
[0174]
步骤1015，根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，求解第一初始一元三次方程的第一参数值；根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，求解第二初始一元三次方程的第二参数值。
[0175]
步骤1016，根据第一参数值以及第一初始一元三次方程，得到用于表征第一曲线的第一目标一元三次方程；根据第二参数值以及第二初始一元三次方程，得到用于表征第二曲线的第二目标一元三次方程。
[0176]
步骤1017，将第一曲线和第二曲线的交点对应的时刻作为合闸时刻，该导前时间为合闸时刻和检测到合闸信号的时刻之间。
[0177]
该实施例中通过拟合的方式得到合闸时刻以及导前时间，导前时间的准确性高。同时采用预设缓存区以及指针存储电压差值数据，节省存储空间，便于调取所需的数据。
[0178]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0179]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的重合闸导前时间确定方法的重合闸导前时间确定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个重合闸导前时间确定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于重合闸导前时间确定方法的限定，在此不再赘述。
[0180]
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种重合闸导前时间确定装置，包括：获取模块、确定模块和输出模块，其中：
[0181]
获取模块，用于在检测到断路器的合闸信号后，根据检测到所述合闸信号的时刻确定多个数据分析时段，并获取各所述数据分析时段的采样数据，所述采样数据包括采集到的多个电压差值以及各所述电压差值对应的采样时刻，所述电压差值为电网侧电压与待并网发电机侧电压之间的差值；
[0182]
确定模块，用于根据各所述数据分析时段的采样数据，确定各所述数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小
目标电压差值对应的采样时刻；
[0183]
输出模块，用于根据各所述数据分析时段内的最大目标电压差值、最小目标电压差值、最大目标电压差值对应的采样时刻以及最小目标电压差值对应的采样时刻，确定所述断路器的合闸时刻，并将所述合闸时刻和检测到所述合闸信号的时刻之间的时长作为所述断路器对应的导前时间。
[0184]
在一个实施例中，该输出模块，包括第一拟合单元、第二拟合单元以及合闸时刻确定单元，其中：
[0185]
第一拟合单元，用于根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第一曲线；
[0186]
第二拟合单元，用于根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，拟合得到第二曲线；
[0187]
合闸时刻确定单元，用于将第一曲线和第二曲线的交点对应的时刻作为合闸时刻。
[0188]
在一个实施例中，该第一拟合单元具体用于：
[0189]
构建第一初始一元三次方程，第一初始一元三次方程的自变量为最大电压差值对应的采样时刻，第一初始一元三次方程的因变量为最大电压差值；
[0190]
根据各数据分析时段内的最大目标电压差值以及最大目标电压差值对应的采样时刻，求解第一初始一元三次方程的第一参数值；
[0191]
根据第一参数值以及第一初始一元三次方程，得到用于表征第一曲线的第一目标一元三次方程。
[0192]
在一个实施例中，该第二拟合单元具体用于：
[0193]
构建第二初始一元三次方程，第二初始一元三次方程的自变量为最小电压差值对应的采样时刻，第二初始一元三次方程的因变量为最小电压差值；
[0194]
根据各数据分析时段内的最小目标电压差值以及最小目标电压差值对应的采样时刻，求解第二初始一元三次方程的第二参数值；
[0195]
根据第二参数值以及第二初始一元三次方程，得到用于表征第二曲线的第二目标一元三次方程。
[0196]
在一个实施例中，该确定模块包括最大值确定单元和最小值确定单元，其中：
[0197]
最大值确定单元，用于针对各数据分析时段的采样数据，若存在第一某电压差值大于第一某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值以及第一某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值，则将第一某电压差值作为数据分析时段内的最大目标电压差值，并将第一某电压差值对应的采样时刻作为最大目标电压差值对应的采样时刻；
[0198]
最小值确定单元，用于若存在第二某电压差值小于第二某电压差值对应的采样时刻的上一采样时刻对应的电压差值以及第二某电压差值对应的采样时刻的下一采样时刻对应的电压差值，则将第二某电压差值作为数据分析时段内的最小目标电压差值，并将第二某电压差值对应的采样时刻作为最小目标电压差值对应的采样时刻。
[0199]
在一个实施例中，该获取模块用于：
[0200]
获取数据分析时段的预设时长；
[0201]
在检测到合闸信号的时刻之前按照预设时长依次截取n个数据分析时段，并在检测到合闸信号的时刻之后按照预设时长依次截取n个数据分析时段，其中，n为整数，n≥2；
[0202]
将在检测到合闸信号的时刻之前截取的n个数据分析时段和在检测到合闸信号的时刻之后截取的n个数据分析时段，作为多个数据分析时段。
[0203]
在一个实施例中，该装置还包括：
[0204]
调取模块，用于根据确定的多个数据分析时段，确定在预设缓存区中对应存储的电压差值，预设缓存区用于存储预设时间段内采集到的电压差值。
[0205]
在一个实施例中，该装置还用于：
[0206]
设置采样周期，并根据预设时长以及采样周期，得到预设时间长度内可采集的目标电压差值数量；
[0207]
按照时间周期采集预设时间段内的电压差值，并将采集到的预设时间段内的电压差值保存至预设缓存区的第一指针或第二指针所指向的位置处，其中，预设缓存区存储的电压差值数量总量为目标电压差值数据的16倍；
[0208]
若预设缓存区中未存储有电压差值数据，则第一指针的取值为0，第二指针的取值为8k，其中k表示目标电压差值数量；
[0209]
若待存入的电压差值为预设时间段内采集到的第l个电压差值，则根据第一计算公式计算得到余数，第一计算公式为：q＝l mod(8k)，其中，q用于表征余数；
[0210]
若未检测到合闸信号，则将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1和第二指针的取值为q+8k-1的位置处，并更新第一指针的取值以及第二指针的取值，若更新后的第一指针的取值超过8k-1时，则将更新后的第一指针的取值置为0且将更新后的第二指针的取值置为8k；
[0211]
若检测到合闸信号，则在q-1＜4k的情况下将待存入的电压差值存入第二指针的取值为q+8k-1的位置处，删除第一指针并更新第二指针的取值；在q-1≥4k的情况下将待存入的电压差值存入第一指针的取值为q-1，删除第二指针并更新第一指针的取值。
[0212]
在一个实施例中，该装置还用于：
[0213]
若预设缓存区中存储的电压差值的数据量的不超过n*k时，则不反射合闸脉冲，合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射；
[0214]
若检测到合闸信号，则在检测到合闸信号的时刻之后采集到的电压差值的数据量超过n*k时，停止采集预设时间段内的电压差值。
[0215]
在一个实施例中，该装置还包括：
[0216]
采集模块，用于采集目标时间段对应的多个合闸脉冲采样数据，合闸脉冲采样数据包括采集到的合闸脉冲对应的合闸脉冲电压值以及合闸脉冲电压值对应的采样时刻，合闸脉冲用于控制断路器的合闸信号的发射；
[0217]
检测模块，用于针对各合闸脉冲采样数据，若检测到某合闸脉冲电压值与某合闸脉冲电压值对应的采样时刻的上一采样时刻的合闸脉冲电压值之间的差值满足预设条件，则确定检测到合闸信号，并将某合闸脉冲电压值对应的采样时刻作为检测到合闸信号的时刻。
[0218]
上述重合闸导前时间确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于继电保护设备中的处理器中，也可以
以软件形式存储于继电保护设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0219]
在一个实施例中，提供了一种继电保护设备，该继电保护设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该继电保护设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口和显示屏。其中，该继电保护设备的处理器用于提供计算和控制能力。该继电保护设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该继电保护设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种重合闸导前时间确定方法。该继电保护设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏。
[0220]
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的继电保护设备的限定，具体的继电保护设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0221]
在一个实施例中，提供了一种继电保护设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以上方法实施例中的步骤。
[0222]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0223]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0224]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0225]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0226]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。