本发明涉及数据处理领域，具体的说，是涉及一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置及方法。
背景技术：
随着光伏电站等分布式电源接入配电网的增多，以往基于电流幅值和方向原理的配电网故障识别和隔离方法越来越不能满足现场运行要求，基于电流或功率差动原理的配电网保护越来越成为行业内期待采用的配电网保护方案。由于连接到配电网同一个等电位点的断路器可能会有多个且相互距离较远，现有的基于电流或功率差动原理的保护方案需要汇集配电网区域边界上所有断路器的同步电流或功率数据才能进行故障识别，但这种保护方案存在以下缺陷：
1)配电网中的智能设备(在本文中是指保护测控装置)难以通过电缆连接实现所有等电位连接断路器的电压电流同步采集；
2)配电网中的智能设备多数情况下难以配置卫星钟对时系统实现分布式同步采样；
3)光纤纵差保护中针对异地两个或三个断路器的主从式采样同步方法，在应用于网络拓扑运行状态有较大不确定性的配电网应用场景时，测量误差明显增大，导致数据处理不及时或准确度低。
综上，现有的保护方案尚存在诸多不足，因而有必要对现有的数据处理装置及方法进行改进，以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提供了一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置及方法，本发明可适用于配电网中等电位连接，但安装距离较远的断路器处的保护测控装置，实现对保护测控电压电流数据的同步处理。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置，包括分别设置于配电网各个区域边界的断路器，每个所述断路器均配置有一台保护测控装置，所述保护测控装置用于对该断路器处的模拟量进行等时间间隔采样，所述断路器与保护测控装置之间，各保护测控装置之间均通过通信系统连接。
进一步的，所述模拟量包括电压值及电流值。
进一步的，所述保护测控装置包括模拟量采样模块、开关量采集模块、开关量输出模块、光纤测温模块以及cpu模块；其中：
所述模拟量采样模块，用于采集各区域电网节点处的电流和电压数据，并将所述电流和电压数据传输至cpu模块；
所述开关量采集模块，用于采集断路器的分合状态信号，并将所述分合状态信号传输至cpu模块；
所述光纤测温模块，用于检测各区域电网节点处的温度信号，并将温度信号传输至cpu模块；
所述开关量输出模块，用于接收cpu模块发送的控制信号，控制断路器的分合闸操作；
所述cpu模块，用于接收电流、电压、温度和分合状态数据，通过通讯模块与系统内其它保护测控装置中cpu模块和远方调度主机交换数据。
进一步的，所述通信系统包括有线通信装置和无线通信装置。
采用如上所述装置的配电网保护测控电压电流数据同步处理方法，该方法包括以下步骤：
1)各个保护测控装置分别对与其对应的断路器进行等时间间隔的模拟量采样；
2)当某一保护测控装置复位运行或者采样中断被复位后，该保护测控装置与其区域内的其他保护测控装置进行通讯的同步性及有效性确认，并计算出任意保护测控装置之间通讯的延迟时间对应的采样点数；
3)通过特殊约定通讯手段，将所有保护测控装置某一时刻最新的采样点序号统一归零重新计数，并按照预先指定的固定采样点号计算模拟量向量数据；
4)所有保护测控装置计算出的模拟量向量数据均按照基准电压为零度进行向量转换，并通过通信系统将转换后的数据传送至区域内其他保护测控装置处，进行数据共享。
进一步的，所述步骤2)中，对各台保护测控装置进行同步性确认的具体方法为：确保所有保护测控装置的通讯延迟时间在第一预设时间内，其中，所述第一预设时间可选范围为：10-20ms，任意两个保护测控装置之的通讯延迟时间都在第一预设时间内才能确认同步性；
进一步的，所述步骤2)中，对各台保护测控装置进行有效性确认的具体方法为：确认各个保护测控装置之间能够实现持续稳定地有效通讯。在所有保护测控装置采样点号同步之前，需要确认同步性满足达到预设次数，其中，所述预设次数可选范围为3-20次。在所有装置保持同步过程中，各台保护测控装置需要确认连续两次收到另一台相同保护测控装置的数据的时间间隔在第二预设时间范围内，其中，所述第二预设时间范围可在10-40ms之间设置。
进一步的，步骤2)中，所述各台保护测控装置之间的通讯延迟时间的计算方法为：每一台保护测控装置向其他所有的保护测控装置发送带有自身装置编号和当下时刻tt的特定数据，其他所有保护测控装置收到该数据后原路返回带有自身编号以及tt时刻的特定数据，初始发送的保护测控装置在tr时刻接收到返回的特定报文后，通过比较与其他各台保护测控装置之间通讯形成的tr、tt即可得到与其他保护测控装置之间一个往返的通讯延迟时间，所述通讯延迟时间即为一个往返通讯周期时间的一半。
进一步的，步骤2)中，在按照预先指定的采样点号采用傅里叶算法来计算模拟量的向量数据。
进一步的，步骤3)中，所述特殊预定通讯手段为：某一指定保护测控装置将最新采样点号归零重新计数，并向区域内其它保护测控装置发送带有该已经归为零采样点号的数据信息，其它保护测控装置接收到该指定智能设备的已经归为零的采样点号信息后，根据与该指定保护测控装置之间的通讯延迟时间对应的采样点数，将倒推回溯找到对应的采样点归零重新计数，并向该指定保护测控装置发送带有该已经归为零采样点号的数据信息。
进一步的，指定保护测控装置收到反馈的其它把保护测控装置已经归为零采样点号的数据信息时，指定保护测控装置的最新采样点号应该是至少两倍的两个智能设备间通讯延迟时间对应的采样点数，并且该最新采样点号在数据同步处理要求的范围内。
进一步的，所述保护测控装置预先指定线路中的其中一个模拟量作为基准向量。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明可适用于配电网中等电位连接，但安装距离较远的断路器处的智能设备，通过各个保护测控装置之间的数据共享，实现保护测控电压电流数据的同步处理。
(2)本发明摒弃了以往针对异地两个或三个断路器的主从式采样同步方法，通过各个保护测控装置之间的同步动作，提高了故障识别的准确性，可应用于网络拓扑运行状态具有较大不确定性的配电网应用场景中。
(3)本发明不依赖于电压电流间相位关系，适用于需要电流模拟量采集的系统，同时也能同时适用于交流配电系统和直流配电系统。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明保护测控装置的连接结构图；
其中：1、保护测控装置，2、模拟量采样模块，3、开关量采集模块，4、开关量输出模块，5、光纤测温模块，6、cpu模块。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术中所介绍的，现有的模拟量同步处理装置及方法存在着难以实现对配电网智能设备模拟量的同步或分布式采集、同时故障识别准确度低的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置及方法。
下述实施例1为本申请的一种典型的实施方式，
一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置，包括分别设置于配电网各个区域边界的断路器，每个所述断路器均配置有一台保护测控装置，所述保护测控装置用于对该断路器处的模拟量进行等时间间隔采样，所述断路器与保护测控装置之间，各保护测控装置之间均通过通信系统连接。
本实施例1中：
所述模拟量包括电压值及电流值。
如图1所示，所述保护测控装置包括模拟量采样模块、开关量采集模块、开关量输出模块、光纤测温模块以及cpu模块，所述模拟量采样模块、开关量采集模块、开关量输出模块及光纤测温模块均与所述cpu模块连接；
具体的：
所述模拟量采样模块，用于采集各区域电网节点处的电流和电压数据，并将所述电流和电压数据传输至cpu模块；
所述开关量采集模块，用于采集断路器的分合状态信号，并将所述分合状态信号传输至cpu模块；
所述光纤测温模块，用于检测各区域电网节点处的温度信号，并将温度信号传输至cpu模块；
所述开关量输出模块，用于接收cpu模块发送的控制信号，控制断路器的分合闸操作；
所述cpu模块，用于接收电流、电压、温度和分合状态数据，通过通讯模块与系统内其它保护测控装置中cpu模块和远方调度主机交换数据。
所述通信系统包括有线通信装置和无线通信装置。
本实施例可适用于配电网中等电位连接，但安装距离较远的断路器处的智能设备，通过各个保护测控装置之间的数据共享，解决了网络拓扑运行状态具有较大不确定性的配电网难以实现数据同步处理的问题，有效的提高了故障识别的准确性。
本发明的实施例2还提供了一种采用如上所述装置的配电网保护测控电压电流数据同步处理方法，具体的，该方法包括以下步骤：
1)各个保护测控装置分别对与其对应的断路器进行等时间间隔的模拟量采样；
2)当某一保护测控装置复位运行或者采样中断被复位后，该保护测控装置与其区域内的其他保护测控装置进行通讯的同步性及有效性确认，并计算出任意保护测控装置之间通讯的延迟时间对应的采样点数；
3)通过特殊约定通讯手段，将所有保护测控装置某一时刻最新的采样点序号统一归零重新计数，并按照预先指定的固定采样点号计算模拟量向量数据；
4)所有保护测控装置计算出的模拟量向量数据均按照基准电压为零度进行向量转换，并通过通信系统将转换后的数据传送至区域内其他保护测控装置处，进行数据共享。
所述步骤2)中，对各台保护测控装置进行同步性确认的具体方法为：确保所有保护测控装置的通讯延迟时间在第一预设时间内，其中，所述第一预设时间可选范围为：10-20ms，任意两个保护测控装置之的通讯延迟时间都在第一预设时间内才能确认同步性；
所述步骤2)中，对各台保护测控装置进行有效性确认的具体方法为：确认各个保护测控装置之间能够实现持续稳定地有效通讯。在所有保护测控装置采样点号同步之前，需要确认同步性满足达到预设次数，其中，所述预设次数可选范围为3-20次。在所有装置保持同步过程中，各台保护测控装置需要确认连续两次收到另一台相同保护测控装置的数据的时间间隔在第二预设时间范围内，其中，所述第二预设时间范围可在10-40ms之间设置。
步骤2)中，所述各台保护测控装置之间的通讯延迟时间的计算方法为：每一台保护测控装置向其他所有的保护测控装置发送带有自身装置编号和当下时刻tt的特定数据，其他所有保护测控装置收到该数据后原路返回带有自身编号以及tt时刻的特定数据，初始发送的保护测控装置在tr时刻接收到返回的特定报文后，通过比较与其他各台保护测控装置之间通讯形成的tr、tt即可得到与其他保护测控装置之间一个往返的通讯延迟时间，所述通讯延迟时间即为一个往返通讯周期时间的一半。
步骤2)中，在按照预先指定的采样点号采用傅里叶算法来计算模拟量的向量数据。
步骤3)中，所述特殊预定通讯手段为：某一指定保护测控装置将最新采样点号归零重新计数，并向区域内其它保护测控装置发送带有该已经归为零采样点号的数据信息，其它保护测控装置接收到该指定智能设备的已经归为零的采样点号信息后，根据与该指定保护测控装置之间的通讯延迟时间对应的采样点数，将倒推回溯找到对应的采样点归零重新计数，并向该指定保护测控装置发送带有该已经归为零采样点号的数据信息。
指定保护测控装置收到反馈的其它把保护测控装置已经归为零采样点号的数据信息时，指定保护测控装置的最新采样点号应该是至少两倍的两个智能设备间通讯延迟时间对应的采样点数，并且该最新采样点号在数据同步处理要求的范围内。
所述保护测控装置预先指定线路中的其中一个模拟量作为基准向量。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。