智能变电站用bcd码档位信息采集方法
【专利摘要】本发明涉及智能变电站用BCD码档位信息采集方法，该方法首先实时采集参与BCD码组成的各空触点信号，如果在设定的时间T内，有一个以上空触点信号的状态发生改变，则更新T的起始时刻，以最后一个状态发生改变的空触点信号的状态变化时刻为对应的BCD码值的开始变位时刻t，以所述BCD码值的开始变位时刻t为消抖开始时刻延迟一个消抖时间Tx，并在消抖时间Tx结束后确认所述各空触点信号状态，以确定BCD码值，该方法在各空触点状态稳定之后才通过GOOSE报文发送一次BCD码档位信息，避免了不必要的网络报文传输并且有效减轻了上层装置的负担。
【专利说明】智能变电站用BCD码档位信息采集方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能变电站用BCD码档位信息采集装置及采集方法。
【背景技术】
[0002]在电力系统的运行中，断路器的闭合或开断、隔离开关的位置状态、继电保护和自动装置的工作情况都以闭合和断开这两种遥信状态来表示。按国际电工委员会IEC标准:以“0”表示断开状态，以“I”表示闭合状态。在一次设备侧，这种遥信状态通常以空触点的形式提供给二次设备，而且为了防止触点接触不良等原因造成差错，在触点回路中均加有直流220V或IlOV电压，并在接入二次装置时，引入光电隔离器件，以避免变电站中强电流冲击对二次装置造成损害。而在变压器中，又经常以多个空触点组合成BCD码的方式来提供相应的档位信息，如常见的以六个空触点为一组，其中两个空触点表示十位，余下四个表示个位，这样就可提供多达39个栏位信息。对于空触点开入的信号，因其投入或断开时均有短时的机械抖动，通常都要求对其进行必要的消抖处理(典型值为10ms)，以防止信号的抖动对正常供电造成的不利影响。
[0003]另外，在目前的智能变电站中，过程层装置普便采用GOOSE报文来将采集到的一次设备状态信息上送到以太网，从而传输给上层装置(在本申请中指间隔层和站控层装置，以下同)。如图1所示，按IEC61850标准，GOOSE报文在事件状态稳定时，按较长的时间间隔重复发送，在事件状态发生变化时，将进入突发状态，即在较短的时间间隔内，连续发送多帧，然后再回到稳定状态时的发送方式。
[0004]鉴于这种情况，对于由多个空触点组合而成的BCD码档位信息，在过程层装置中，通常有如下两种方法对其档位信息进行处理:
[0005]方法一:B⑶码档位信息的远方合成。具体如下:将每个空触点视做独立的一个遥信状态，当其发生变化时，经一定的消抖时间确认后，按开关状态将其编码成GOOSE报文的BOOL类型进行发送，其中取值为“Ture”时对应空触点的闭合状态，取值为“False”时对应空触点的断开状态。具体的档位信息，由上层装置对收到的GOOSE报文进行解码，并提取出每个空触点的遥信状态，按对应的权值生成B⑶码档位信息。
[0006]方法二:B⑶码档位信息的就地合成。具体如下:由过程层装置检测到任一空触点状态发生变化，经消抖确认后，即合成新的BCD码档位，再编码成GOOSE报文中的整形或短整形数据，并按照事件变化时的状态进行报文的突发传送。
[0007]在方法一中，将B⑶码档位信息的合成工作交由上层装置负责，这将一定程度上增大上层装置的CPU负荷，而且在一个档位信息中的多个空触点短时间内非同步变位时，对于机械触点，同时合上时，一般可相差几个ms。如图2，空触点“B⑶-0-1”和“B⑶-1-2”分别在h和t2时刻发生变位，经消抖时间后，分别在t3和t4时刻其变化状态得以确认。按照GOOSE报文发送机制，这将导致过程层装置在t3和t4时刻均会激活GOOSE报文的突发状态，对于由六个空触点组成的BCD码档位，最严重时将在消抖时间内，产生六次GOOSE报文突发，不仅增加了网络流量，而且使上层装置在提取BCD码档位信息时，在较短的时间间隔内(t2-ti，小于消抖时间)，提取出不同的档位信息，从而必须执行一定的延时确认机制，否则将可能引起保护策略的不断切换，这就增加了上层装置的复杂性；在方法二中，虽然不需要在上层装置处合成BCD码档位信息，但当出现如图2所示现象时，同样会导致上层装置在短时间内收到不同的档位信息。因此，这两种方法都增加了不必要的网络流量以及上层装置的负担，有必要对其进行改进。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种智能变电站用BCD码档位信息采集方法，用以解决现有BCD码档位信息采集方法导致的报文频繁上送和网络中档位信息不稳定的问题。
[0009]为实现上述目的，本发明提供一种智能变电站用BCD码档位信息采集方法，步骤如下:
[0010](I)实时采集参与B⑶码组成的各空触点信号；
[0011](2)在设定的时间T内，每当有一个以上空触点信号的状态发生改变时，则更新T的起始时刻，以最后一个状态发生改变的空触点信号的状态变化时刻为对应的BCD码值的开始变位时刻t ；
[0012](3)以所述B⑶码值的开始变位时刻t为消抖开始时刻延迟一个消抖时间Tx，并在消抖时间Tx结束后确认所述各空触点信号状态，以确定BCD码值。
[0013]在确定所述B⑶码值后，将B⑶码档位信息通过GOOSE报文发送。
[0014]步骤(I)中，以扫描的方式实时采集所述各空触点信号，且每次采集时均记录当前B⑶码值，扫描周期TS〈T。
[0015]步骤(2)中，在时间T内，通过比较相邻两次采集的B⑶码值是否变化，判断是否有空触点发生变位，每次变位发生，则重置所述开始变位时刻t。
[0016]步骤(2)中的设定时间T为一个滑动时间窗，其起始时刻随每个空触点信号状态变化的起始时刻而更新。
[0017]在操作系统中，设置一个查询任务和一个消抖任务，消抖任务中设置一个消抖队列和一个待消抖队列，操作系统每隔一个查询周期查询一次各空触点信号的状态，并根据上个查询周期中空触点信号的状态来判断此次查询时空触点信号的状态是否改变，并以此来判断是否更新此次查询时的BCD码值，直到所有空触点信号状态都不再变化时，将此次查询时更新的BCD码值送入待消抖队列准备消抖，并在消抖任务时间片到来时，将相应的BCD码值送入消抖队列并根据其开始变位时刻对其进行消抖，在消抖过程中，如果发现为抖动信号，则退出消抖；否则，在消抖结束后，激发GOOSE报文，发送相应的B⑶码档位信息。
[0018]本发明达到的有益效果:本发明在BCD码档位信息的采集过程中，当CPU查询到h时刻有空触点信号的状态发生改变时，便更新BCD码值，同时将该BCD码信号送入待消抖队列准备消抖，当t2 (小于消抖时间Tx)时刻有另外一个组成B⑶码的空触点信号状态发生改变时，重新更新BCD码值，并将t2时刻作为新的消抖开始时间，这样当组成它的多个空触点信号短时间内均发生变化时，能够以该组变化触点中最后一个进入稳定状态的变位发生时间为该档位值的开始变位时间，然后再由采集装置对其BCD码值就地合成，并激活对应的GOOSE报文组进入突发状态，避免了不必要的网络报文传输并且有效减轻了上层装置的负担。【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是GOOSE报文事件传输机制；
[0020]图2是空触点信号开入消抖过程；
[0021]图3是应用本发明方法的一个采集装置结构图；
[0022]图4是本发明一个查询周期内B⑶码值的确定过程；
[0023]图5是本发明CPU查询模块工作流程图；
[0024]图6是本发明CPU消抖模块工作流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0026]如图3，是应用本发明采集方法的一个装置，包括CPU、FPGA芯片和网络芯片，FPGA的各个输入端口分别对应连接一个空触点，用于采集各空触点状态，各空触点与FPGA芯片的输入端口之间还设有光耦器件，B⑶-1-2和B⑶-1-1为B⑶码的十位，B⑶-0-l、B⑶-0-2、B⑶-0-4和B⑶-0-8为B⑶码的个位，各空触点状态代表的权值如表I所示，例如，B⑶-0-1对应的空触点代表B⑶码的个位，其权值为1，即:000001, B⑶-1-2对应的空触点代表B⑶码的十位，其权值为20，即:100000。
[0027]表I
[0028]
【权利要求】
1.一种智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，步骤如下: (1)实时采集参与BCD码组成的各空触点信号； (2)在设定的时间T内，每当有一个以上空触点信号的状态发生改变时，则更新T的起始时刻，以最后一个状态发生改变的空触点信号的状态变化时刻为对应的BCD码值的开始变位时刻t ； (3)以所述BCD码值的开始变位时刻t为消抖开始时刻延迟一个消抖时间Tx，并在消抖时间Tx结束后确认所述各空触点信号状态，以确定BCD码值。
2.根据权利要求1所述的智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，在确定所述B⑶码值后，将B⑶码档位信息通过GOOSE报文发送。
3.根据权利要求1所述的智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，步骤(1)中，以扫描的方式实时采集所述各空触点信号，且每次采集时均记录当前BCD码值，扫描周期TS〈T。
4.根据权利要求1所述的智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，步骤(2)中，在时间T内，通过比较相邻两次采集的BCD码值是否变化，判断是否有空触点发生变位，每次变位发生，则重置所述开始变位时刻t。
5.根据权利要求1所述的智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，步骤(2)中的设定时间T为一个滑动时间窗，其起始时刻随每个空触点信号状态变化的起始时刻而更新。
6.根据权利要求1所述的智能变电站用BCD码档位信息采集方法，其特征在于，在操作系统中，设置一个查询任务和一个消抖任务，消抖任务中设置一个消抖队列和一个待消抖队列，操作系统每隔一个查询周期查询一次各空触点信号的状态，并根据上个查询周期中空触点信号的状态来判断此次查询时空触点信号的状态是否改变，并以此来判断是否更新此次查询时的BCD码值，直到所有空触点信号状态都不再变化时，将此次查询时更新的BCD码值送入待消抖队列准备消抖，并在消抖任务时间片到来时，将相应的BCD码值送入消抖队列并根据其开始变位时刻对其进行消抖，在消抖过程中，如果发现为抖动信号，则退出消抖；否则，在消抖结束后，激发GOOSE报文，发送相应的BCD码档位信息。
【文档编号】H02J13/00GK103457352SQ201310344705
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】李英明, 闫志辉, 郑拓夫, 李刚, 周水斌, 马仪成 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司