开入数量可变的变压器遥信档位合成方法及其模块与流程

[0001]
本发涉及智能变电站中变压器档位合成领域，更具体地，涉及一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法及其模块。


背景技术：

[0002]
目前，在电力业务中，变电站的二次设备可以通过采集变压器的遥信来确定变压器的档位。随着变压器技术的发展，越来越多的变压器采用数量很多的档位来实现在不同负载情况下保证相同电压的输出。
[0003]
在采集变压器的遥信合成变压器档位时，通常选择将变压器的遥信直接发送至二次设备中，或是将变压器的遥信通过档位变送器转换后间接发送至二次设备中这两种方式。当采用直接发送方式时，二次设备接收来自变压器的全部遥信并生成档位值。这种方法中，当变压器的最大档位值过大，大于二次设备软件中预设的遥信开入数量时，就无法实现了。若是增加额外的档位变送器对档位进行编码，虽然可以减少遥信开入数量，却增加了变送器设备的采购成本。
[0004]
当采用间接发送方式时，二次设备通过档位变送器接收的遥信开入数量仍有可能大于二次设备软件中预设的遥信开入数量。此时，需要通过修改二次设备的软件，来实现全部遥信的接收。这也增加了软件维护的成本。而当变压器或档位变送器输出的遥信开入数量较小时，也容易造成二次设备遥信开入端子资源的浪费。
[0005]
鉴于上述问题，继续对现有技术中的档位合成方法进行改进，提供一种适应不同情况的遥信开入数量的变压器档位合成方法。


技术实现要素：

[0006]
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法及其模块，通过对遥信开入数量的设定，选择遥信档位值的计算方法并对遥信进行合成，从而获得变压器档位值。
[0007]
本发明采用如下的技术方案。本公开第一方面，提供一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法，包括：根据变压器基本信息自定义或自动生成用于变压器档位合成的变压器遥信的开入数量；基于数量，选择遥信档位计算方法中的一种对数量的遥信进行合成，以生成变压器档位值。
[0008]
优选地，变压器档位计算方法包括全遥信计算方法、十六进制转换计算方法和十进制bcd码转换计算方法。
[0009]
优选地，全遥信计算方法最多支持255个开入数量的变压器遥信；以及，全遥信计算方法通过级联二选一选择器，在每一选择器中输入一个开入数据以实现int8型档位值的生成，且合成档位值的取值为256个。
[0010]
优选地，十六进制转换计算方法最多支持64个开入数量的变压器遥信；十六进制转换计算方法通过乘法运算器和按位或运算器，从每一开入数据中选择一个不重复的比特
位后求和，以实现开入信息的生成，其中，开入信息的数据类型是根据变压器遥信的开入数量选择的；以及，从开入信息中选取末尾int8位信息以将开入信息强制转换为int8型档位值，且合成档位值的取值为256个。
[0011]
优选地，当变压器遥信的开入数量为1至8时，计算得到的开入信息可以为int8u、int16u、int32u或int64u中的一种；当变压器遥信的开入数量为9至16时，计算得到的开入信息可以为int16u、int32u或int64u中的一种；当变压器遥信的开入数量为17至32时，计算得到的开入信息可以为int32u或int64u中的一种；以及，当变压器遥信的开入数量为33至64时，计算得到的开入信息为int64u。
[0012]
优选地，十进制bcd码转换计算方法最多支持64个开入数量的变压器遥信；以及，十进制bcd码转换计算方法通过从开入信息中选取末尾int8位信息以将开入信息强制转换为int8型数据；将int8型数据分为前四位与后四位，分别与设定数值比较大小后求和，以实现int8型或int8u型档位值得生成，且合成档位值的取值为100个。
[0013]
本公开第二方面，提供一种如本公开第一方面中的开入数量可变的变压器遥信档位合成方法所述的开入数量可变的变压器遥信档位合成模块，内置于电网二次设备中，模块包括配置单元与合成单元：配置单元，用于根据变压器基本信息自定义或自动生成用于变压器档位合成的变压器遥信的开入数量；合成单元，用于基于数量，选择遥信档位计算方法中的一种对所述数量的遥信进行合成，以生成变压器档位值。
[0014]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本方法中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法及其模块可解决合成变压器档位的开入数量固定、不灵活的缺点，实现将自定义数量的开入用于变压器档位合成中。
[0015]
本发明的有益效果还包括：
[0016]
1、本发明支持全遥信计算方法、十六进制转换计算方法、十进制bcd码转换计算方法的变压器档位合成。电网管理者可以根据实际情况对计算方法进行选择，从而获得更准确或更高效的变压器档位合成方法。
[0017]
2、本发明能够通过自定义的计算方式降低设备采购成本和软件开发维护成本，拓展遥信开入数量的容量，且可广泛应用于变电站的二次设备中。
附图说明
[0018]
图1为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的示意图；
[0019]
图2为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的全遥信计算方法的步骤流程图；
[0020]
图3为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的全遥信计算方法的逻辑电路示意图；
[0021]
图4为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的示意图；
[0022]
图5为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的开入信息生成的逻辑电路示意图；
[0023]
图6为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的步骤流程图；
[0024]
图7为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十进制bcd码转换方法的步骤流程图；
[0025]
图8为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十进制bcd码转换方法的逻辑电路示意图；
[0026]
图9为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成模块的模块示意图；
[0027]
图10为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成模块的具体示意图。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0029]
图1为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的示意图。如图1所示，一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法，包括以下步骤。
[0030]
步骤1，根据变压器基本信息自定义或自动生成用于变压器档位合成的变压器遥信的开入数量。
[0031]
步骤1中，变压器的基本信息包括变压器的抽头数量等信息，根据这些信息，本方法可以自动确定出变压器具有的遥信开入数量。当然，在实际配置中，也可以由电网管理人员通过自定义方式灵活配置遥信开入数量。
[0032]
其中，遥信是指远动通信数据的开入量，例如断路器或隔离开关的分/合状态，保护信号的动作/复归，agc/avc功能的投入/退出等，通常用1个或2个二进制位表示。本方法中的遥信开入数量是指二次设备从变压器的抽头中采集到的遥信信息的个数。该遥信信息的个数与变压器中抽头的数量相关，通常一个变压器抽头对应一个遥信。目前，由于变压器的种类繁多，调档变压器中常常具有17个或21个变压器档位端，因此，需要具备满足大量遥信开入数量的变压器档位合成方法。
[0033]
本发明一实施例中，用户可以对遥信开入数量进行灵活配置。在本发明中，能够用于计算的最大遥信开入数量为255个。
[0034]
步骤2，基于所述数量，选择遥信档位计算方法中的一种对所述数量的遥信进行合成，以生成变压器档位值。
[0035]
优选地，本发明中遥信档位计算方法有三种，分别为全遥信计算方法、十六进制转换计算方法和十进制bcd码转换计算方法。上述三种方法均可以通过软件的计算机程序或硬件的逻辑电路来实现。
[0036]
优选地，全遥信计算方法最多支持255个开入数量的变压器遥信。全遥信计算方法通过级联二选一选择器，在每一选择器中输入一个开入数据以实现int8型档位值的生成，且合成档位值的取值为256个。
[0037]
图2为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的全遥信计算方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一实施例中，全遥信计算方法是可以首先将所有遥信开入数据按照顺序组合成数据串，即将其合并成int64u格式的数据，该数据可以被称为开入信息。而后，可以对开入信息以由高比特到低比特的顺序进行依次判定。若当前比特位中对应有开入信息，则返回当前的比特位作为变压器的当位置。若当前比特位中不具有开入信息，则返回档位值为0。通过软件方式实现的此种方法能够支持的最大开入数量为64。相应
地，变压器档位值的取值范围为0～63。
[0038]
图3为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的全遥信计算方法的逻辑电路示意图。如图3所示，本发明一实施例中，还可以基于逻辑电路的形式以硬件方式实现全遥信计算方法。具体的，该方法由多个二选一选择器级联得到。第一选择器的输入中包括一个遥信开入数据和两个预定义的int8格式的数值。其余每个选择器的输入中包括一个遥信开入数据和一个预定义的int8格式的数值和来自上个选择器生成的数据。其中，遥信开入数据为布尔型，占据一个比特。若遥信开入数量为n个，则相应的选择n个选择器进行级联，并且预定义的int8格式的数据为n+1个，分别为int8#0、int8#1至int8#n。最终，根据此方法获得格式为int8的档位值。
[0039]
优选地，十六进制转换计算方法最多支持64个开入数量的变压器遥信。十六进制转换计算方法通过乘法运算器和按位或运算器，从每一开入数据中选择一个不重复的比特位后求和，以实现开入信息的生成。其中，开入信息的数据类型是根据变压器遥信的开入数量选择的。从开入信息中选取末尾int8位信息以将开入信息强制转换为int8型档位值，且合成档位值的取值为256个。
[0040]
图4为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的示意图。如图4所示，十六进制转换方法是将开入信息强制转换为int8型的数据信息，并根据该信息得到变压器的合成档位值。
[0041]
图5为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的开入信息生成的逻辑电路示意图。如图5所示，生成开入信息的方式为将每一开入信息与不同的预定义的十六进制数据相乘。该预定义的十六进制数据均为16位，由小到大一次排列分别为0x0000000000000001、0x0000000000000002、0x0000000000000004、0x0000000000000008、
……
、0x8000000000000000。即，将上述十六进制数据转换成二进制数据后，每个数据中都仅有一位数据为1，其余数据为0。由此，经过乘法器后的开入信息即被移位至相应的数据位上。在经过按位或运算计算器后，所有的开入信息被组合至一个int64u格式的串行数据中。图5总体上实现开入数据的并串变换，并获得了int64u格式的开入信息。
[0042]
图6为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十六进制转换方法的步骤流程图。如图6所示，从图5中获得开入信息后，再经过图6所示的具备数据类型转换功能的配置工具后，int64u格式的开入信息可以由8字节的无符号整型数据被强制转换成1个字节的整形数据。强制转换的方法通常是舍弃前7个字节中的数据，仅保留最后1个字节的数据。将该1个字节的整形数据直接定义为变压器的档位值。通过这种方式获得变压器的档位值的取值范围为-128至127之间或为0至255之间。即变压器合成档位值的取值为256个。
[0043]
由于预定义的十六进制数据被规定为16位，其取值有限，因此，该方法最多能够支持最多64个开入数量的变压器遥信。并且，由于其经过了强制转换的数据截断，因此实际上有效的开入数量仅为8个。
[0044]
值得注意的是，为了减少开入信息中的冗余度，可以根据变压器遥信的开入数量选择不同长度的预定义的十六进制数据。表1为变压器遥信开入数量与预定义的十六进制数据位数以及开入信息输出的数据类型之间的关系示意表。
[0045]
表1遥信开入数量、十六进制数据位数和开入信息数据类型关系表
[0046][0047]
优选地，当变压器遥信的开入数量为1至8时，计算得到的开入信息可以为int8u、int16u、int32u或int64u中的一种；当变压器遥信的开入数量为9至16时，计算得到的开入信息可以为int16u、int32u或int64u中的一种；当变压器遥信的开入数量为17至32时，计算得到的开入信息可以为int32u或int64u中的一种；以及，当变压器遥信的开入数量为33至64时，计算得到的开入信息为int64u。
[0048]
图7为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十进制bcd码转换方法的步骤流程图。如图7所示，十进制bcd码转换计算方法最多支持64个开入数量的变压器遥信。十进制bcd码转换计算方法是通过从开入信息中选取末尾int8位信息以将开入信息强制转换为int8型数据。将int8型数据分为前四位与后四位，分别与设定数值比较大小后求和，以实现int8型或int8u型档位值得生成，且合成档位值的取值为100个。
[0049]
具体的，将64个开入数据以与十六进制转换计算方法相同的方式合成int64u格式的开入信息，然后以与十六进制转换计算方法相同的方式通过强制截断获取后8比特位的数据。将该8比特的数据分成前四个比特位和后四个比特位，即图7中所示的bit0～3原始值和bit4～7原始值。分别将bit0～3原始值与0x09比较大小，将bit4～7原始值与0x90比较大小。当原始值小于设定数值时，取原始值，达能原始值大于设定数值时，取设定数值。通过上述方法可以分别得到bit0～3合成值和bit4～7合成值，将两者合成起来即可获得int8或int8u类型的变压器合成档位值。
[0050]
由于该方法沿袭了十六进制转换计算方法的前述步骤，因此该方法能够支持的最大开入数量为64个。并且，由于其经过了强制转换的数据截断，因此实际上有效的开入数量仅为8个。
[0051]
在获取合成档位值的过程中，原始值与设定数值进行了大小比较，因此进一步缩小了合成档位值得取值范围为0至99。
[0052]
图8为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法的十进制bcd码转换方法的逻辑电路示意图。如图8所示，十进制bcd码转换计算方法还可以通过逻辑电路模块实现。图8中，将已截断的8比特位开入信息分为4路传送。其中两路分别与数据0xf0同时输入到按位与运算器中，实现后8比特位信息中前四个比特位信息的提取。另外两路分别与数据0x0f同时输入到按位与运算器中，实现后8比特位信息中后四个比特位信息的提取。将提取到前四位数据中的一路数据输入大于判断运算器和二选一选择器中，与预设的数据值
0x90进行比较，将前四位数据的大小约束在9以内。同理可以将后四位数据与预设的数据值0x09进行比较，将后四位数据的大小约束在9以内。最终通过按位或运算器，将前四位数据与后四位数据合成起来获得十进制bcd码的变压器合成档位值。
[0053]
本发明第二方面，公开了一种如前述方法的开入数量可变的变压器遥信档位合成模块。该合成模块可以内置于电网的二次设备中以实现基于遥信数据对变压器进行档位合成。
[0054]
优选地，该模块包括配置单元与合成单元。配置单元，被配置为用于根据变压器基本信息自定义或自动生成用于变压器档位合成的变压器遥信的开入数量；合成单元，被配置为用于基于所述数量，选择遥信档位计算方法中的一种对所述数量的遥信进行合成，以生成变压器档位值。
[0055]
图9为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成模块的模块示意图。图10为本发明中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成模块的具体示意图。如图9、10所示，该遥信档位合成模块的输入端为n个布尔型的遥信数据输入，相应地输出端为int8或int8u型的变压器档位值输出。由于每个输入的遥信数据都只具有1个比特的信息量，因此，可以经过位移运算和按位或运算将遥信数据合并到开入信息中，再根据开入信息计算最终的变压器档位值。图10中示出的开入信息为int64u类型，根据本发明中所述的方法，开入信息还可以具有其他的数据类型。
[0056]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本方法中一种开入数量可变的变压器遥信档位合成方法及其模块可解决合成变压器档位的开入数量固定、不灵活的缺点，实现将自定义数量的开入用于变压器档位合成中。
[0057]
本发明的有益效果还包括：
[0058]
1、本发明支持全遥信计算方法、十六进制转换计算方法、十进制bcd码转换计算方法的变压器档位合成。电网管理者可以根据实际情况对计算方法进行选择，从而获得更准确或更高效的变压器档位合成方法。
[0059]
2、本发明能够通过自定义的计算方式灵活配置遥信开入数量，能够降低设备采购成本和软件开发维护成本，拓展系统容量，且可广泛应用于变电站的二次设备中。
[0060]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。