本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)中的采樣值插值方法，具體地說，涉及一種考慮了因報文延遲或丟失造成的采樣值的時間不同步或失效問題的插值方法。

背景技術(shù)：
采樣值插值計算是解決采樣設(shè)備、傳送整合設(shè)備、功能裝置之間對采樣值數(shù)量要求不一致的重要技術(shù)，應(yīng)用在變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)中可以為系統(tǒng)中不同采樣點數(shù)的互感器（采樣設(shè)備）和各種功能裝置原理設(shè)計中對采樣值點數(shù)提出不同要求的應(yīng)用集成方案提供支持?，F(xiàn)有的保護(hù)與測控系統(tǒng)的為解決采樣點數(shù)要求不一的方法主要有：一、互感器端采樣點采用相關(guān)設(shè)備對采樣點要求的公倍數(shù)在建設(shè)互感器時，全面考慮與其相關(guān)的所有功能設(shè)備對采樣值在每周波下的點數(shù)要求，選擇滿足這些設(shè)備采樣點數(shù)要求的公倍數(shù)作為互感器采樣的約束條件，合并單元將按此采樣的數(shù)據(jù)向各功能裝置傳送，各功能裝置從中按功能要求抽取采樣值。此方法將要求互感器以相當(dāng)高的采樣點數(shù)采樣，合并單元（傳送整合設(shè)備）以同樣的點數(shù)傳送，一是不符合傳送協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；二是將會在合并單元與功能裝置之間的網(wǎng)絡(luò)上形成極高的數(shù)據(jù)傳送流量，對網(wǎng)絡(luò)提出很高的要求；三是各裝置收發(fā)的數(shù)據(jù)中含有大量并非自身功能需要的，造成很高的處理開銷并因而拉高軟件硬件成本，并且隨設(shè)備數(shù)量增加很快形成當(dāng)前軟件硬件處理能力的上限。二、按照一個標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一采樣點在設(shè)計系統(tǒng)時，將互感器、各功能裝置的采樣點數(shù)作歸一化統(tǒng)一，并且與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議規(guī)定作一致化。此方法簡化要系統(tǒng)在采樣點方面的要求，不必為不同功能性需求作插值處理，但限制了集成入系統(tǒng)的裝置的適用范圍，特別是功能邏輯與采樣點數(shù)密切相關(guān)的必須進(jìn)行軟件硬件的重新設(shè)計驗證后方可進(jìn)入系統(tǒng)。三、通過應(yīng)用插值算法，在可編程的系統(tǒng)各設(shè)備間按各自需求形成插值。而保護(hù)與測控系統(tǒng)解決采樣值數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失問題的方法主要有：一、按時間閾值限定的處理在保護(hù)與測控系統(tǒng)中，功能裝置缺少采樣值數(shù)據(jù)可能引起功能錯誤，甚至可能造成錯誤響應(yīng)輸出。簡單的處理方法是按照功能可能錯誤的情況，計算出采樣值延時或丟失可能造成錯誤的量化數(shù)據(jù)，并由此數(shù)據(jù)推算出相應(yīng)的時間閾值，在功能裝置中設(shè)置，當(dāng)發(fā)生此類情況時，停止功能裝置的作用，閉鎖其可能引起其它錯誤動作行為或者可能造成不良后果的輸出，同時以規(guī)定的方式給出警告。二、插值補充數(shù)據(jù)的處理在保護(hù)與測控系統(tǒng)中，因數(shù)據(jù)傳輸延時或者報文丟失等出現(xiàn)采樣值缺少時，在經(jīng)過計算缺少的采樣值尚不足造成因功能錯誤的條件約束下，應(yīng)用插值算法補充并校準(zhǔn)采樣值，以保證功能實現(xiàn)。由于上述解決采樣點數(shù)要求不一的方法并未兼容考慮采樣值數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失以及由此帶來的功能裝置失效或閉鎖問題，故并不能適應(yīng)保護(hù)與測控系統(tǒng)的功能需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失、解決采樣點數(shù)一致性從而實現(xiàn)采樣值高精度同步的采樣值同步插值算法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法，應(yīng)用于變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)中，所述的變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)包括跟隨電網(wǎng)周波進(jìn)行采樣的采樣單元、與所述的采樣設(shè)備相連接用于初次整合所述的采樣值并傳送經(jīng)初次整合后的采樣值的合并單元、與所述的合并單元相連接用于再次整合經(jīng)初次整合后的采樣值并根據(jù)再次整合后的采樣值實現(xiàn)相應(yīng)功能的功能單元，所述的兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法應(yīng)用于兩個場景中，兩個所述的場景分別為：所述的合并單元接收所述的采樣單元發(fā)來的采樣值并對其進(jìn)行初次整合時和所述的功能單元接收所述的合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值并對其進(jìn)行再次整合時；當(dāng)所述的合并單元接收所述的采樣單元發(fā)來的采樣值并對其進(jìn)行初次整合時，包括如下步驟：（1）所述的合并單元對所述的采樣單元發(fā)來的所述的采樣值按時間重建次序，并對重建次序后的采樣值中與報文延遲或丟失相關(guān)的采樣值進(jìn)行第一次插值補充；（2）所述的合并單元根據(jù)其需要向所述的功能單元發(fā)送的采樣點數(shù)對經(jīng)過所述的第一次插值補充后的采樣值進(jìn)行第一次插值計算，建立用于向所述的功能單元傳送的經(jīng)初次整合后的采樣值；當(dāng)所述的功能單元接收所述的合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值并對其進(jìn)行再次整合時，包括如下步驟：（1）所述的功能單元對所述的合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值按時間重建次序，并對重建次序后的采樣值中與報文延遲或丟失相關(guān)的采樣值進(jìn)行第二次插值補充；（2）所述的功能單元根據(jù)實現(xiàn)其功能所需的采樣點數(shù)對經(jīng)過所述的第二次插值補充后的采樣值進(jìn)行第二次插值計算，建立用于實現(xiàn)所述的功能單元的功能的經(jīng)再次整合后的采樣值。上述方案中，所述的采樣單元發(fā)來的所述的采樣值中帶有時間標(biāo)識，所述的合并單元根據(jù)所述的時間標(biāo)識對所述的采樣值重建次序并進(jìn)行所述的第一次插值補充和所述的第一次插值計算，經(jīng)初次整合后的采樣值均帶有時間標(biāo)識，所述的功能單元根據(jù)所述的時間標(biāo)識對所述的經(jīng)初次整合后的采樣值重建次序并進(jìn)行所述的第二次插值補充和所述的第二次插值計算。所述的合并單元與一臺或多臺所述的采樣單元相連接并接收所述的采樣值。所述的采樣單元為互感器。所述的合并單元控制所述的采樣單元的采樣節(jié)拍。所述的變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)采用分布式采樣值組網(wǎng)。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明提供的兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)與測控系統(tǒng)中采樣單元與合并單元之間以及合并單元與功能單元之間按照需要選擇采樣點，不同的裝置可以使用不同的選擇，并且當(dāng)存在數(shù)據(jù)延時抖動或者丟失時可以應(yīng)用插值算法補充及校準(zhǔn)，為系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)體系，具有高效性、靈活性的特點。具體實施方式下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實施例一：一種兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法，應(yīng)用于分布式采樣值組網(wǎng)的變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)中。變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)包括跟隨電網(wǎng)周波進(jìn)行采樣的采樣單元（例如互感器）、與采樣設(shè)備相連接用于初次整合采樣值并傳送經(jīng)初次整合后的采樣值的合并單元、與合并單元相連接用于再次整合經(jīng)初次整合后的采樣值并根據(jù)再次整合后的采樣值實現(xiàn)相應(yīng)功能的功能單元。上述兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法應(yīng)用于兩個場景中，兩個場景分別為：（1）合并單元接收采樣單元發(fā)來的采樣值并對其進(jìn)行初次整合時：跟隨電網(wǎng)周波采樣的互感器每周波采樣點數(shù)與合并單元設(shè)定的每周波采樣點數(shù)不為整數(shù)倍，不能直接抽取原始采樣點數(shù)據(jù)使用，且因網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)或受擾動可能引起的報文延遲及丟失，合并單元按自定采樣點對接收的來源于互感器的采樣值作插值。此場景為合并單元與互感器之間的，插值算法考慮報文傳送時間延遲抖動和受擾動丟失。（2）功能單元接收合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值并對其進(jìn)行再次整合時：合并單元提供的每周波采樣點數(shù)與系統(tǒng)中功能單元實現(xiàn)其功能算法需要的點數(shù)不為整數(shù)倍，不能直接抽取相應(yīng)點數(shù)據(jù)使用，且因網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)或受擾動可能引起的報文延遲及丟失，功能單元按照自有采樣點要求對接收自合并單元的數(shù)據(jù)作插值。此場景為合并單元與功能單元之間的，插值算法考慮報文傳送時間延遲抖動和受擾動丟失。該兼容數(shù)據(jù)延遲抖動或丟失的采樣值同步插值算法包括如下步驟：（1）合并單元對采集數(shù)據(jù)的互感器發(fā)布時間，控制采樣單元的采樣節(jié)拍。（2）當(dāng)合并單元接收采樣單元發(fā)來的采樣值并對其進(jìn)行初次整合時，包括：①合并單元與一臺或多臺采樣單元（互感器）相連接并接收采樣值，采樣單元發(fā)來的采樣值中帶有時間標(biāo)識，合并單元根據(jù)時間標(biāo)識對采樣值按時間重建次序，并對重建次序后的采樣值中與報文延遲或丟失相關(guān)的采樣值進(jìn)行第一次插值補充；②合并單元根據(jù)其需要向功能單元發(fā)送的采樣點數(shù)對經(jīng)過第一次插值補充后的采樣值進(jìn)行第一次插值計算，建立用于向功能單元傳送的經(jīng)初次整合后的采樣值；經(jīng)初次整合后的采樣值均帶有時間標(biāo)識；在上述第一次插值補充及第一次差之算法中，首先通過插值方法精確得到此采樣脈沖對應(yīng)于等分同步脈沖的位置，再根據(jù)等分同步脈沖位置插值得到統(tǒng)一采樣脈沖時刻的采樣值，實現(xiàn)整套裝置內(nèi)的同步采樣，適應(yīng)保護(hù)與測控等不同裝置對同一來源的數(shù)據(jù)在采樣點數(shù)等方面的不同需求。（3）當(dāng)功能單元接收合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值并對其進(jìn)行再次整合時，包括：①功能單元根據(jù)時間標(biāo)識對合并單元發(fā)來的經(jīng)初次整合后的采樣值按時間重建次序，并對重建次序后的采樣值中與報文延遲或丟失相關(guān)的采樣值進(jìn)行第二次插值補充；②功能單元根據(jù)實現(xiàn)其功能所需的采樣點數(shù)對經(jīng)過第二次插值補充后的采樣值進(jìn)行第二次插值計算，建立用于實現(xiàn)功能單元的功能的經(jīng)再次整合后的采樣值。在上述第一次插值補充及第一次差之算法中，首先通過插值方法精確得到此采樣脈沖對應(yīng)于等分同步脈沖的位置，再根據(jù)等分同步脈沖位置插值得到統(tǒng)一采樣脈沖時刻的采樣值，實現(xiàn)整套裝置內(nèi)的同步采樣，適應(yīng)保護(hù)與測控等不同裝置對同一來源的數(shù)據(jù)在采樣點數(shù)等方面的不同需求；相類似的，在上述第二次插值補充及第二次差之算法中，首先通過插值方法精確得到此采樣脈沖對應(yīng)于等分同步脈沖的位置，再根據(jù)等分同步脈沖位置插值得到統(tǒng)一采樣脈沖時刻的采樣值，實現(xiàn)整套裝置內(nèi)的同步采樣，適應(yīng)保護(hù)與測控等不同裝置對同一來源的數(shù)據(jù)在采樣點數(shù)等方面的不同需求。本方法不但可以為分布式采樣值組的變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)應(yīng)用功能提供支撐，還可以為其他分布式組網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供取得高精度采樣值的算法，并能夠適應(yīng)在具備報文延遲不確定性及一定強度的擾動可能造成報文丟失的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)功能的模塊化。該方法不但可以為采用分布式采樣值組網(wǎng)的變電站保護(hù)與測控系統(tǒng)采樣值插值計算，還可以為其他類似的測量與控制系統(tǒng)，實現(xiàn)功能的模塊化，具有良好的可移植性。該方法對已有方法進(jìn)行了研究處理整合，實現(xiàn)非特殊技術(shù)性能約束下的網(wǎng)絡(luò)硬件軟件系統(tǒng)中可能因報文傳送延時不確定或者因受一定強度的外部擾動后引起的報文丟失而建立符合應(yīng)用需要的采樣點要求的采樣值插值算法，對傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)有廣泛適應(yīng)性。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。