專利名稱：智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法，屬于電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在智能變電站中只能對電網(wǎng)時鐘設(shè)備的時間同步狀態(tài)實施監(jiān)測，對站內(nèi)二次設(shè)備的對時狀態(tài)缺乏監(jiān)測手段。監(jiān)測二次設(shè)備的對時狀態(tài)，有助于設(shè)備廠商提高二次設(shè)備的對時精度，并可以為電網(wǎng)事故的事后分析提供可靠的時間標記，提高整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平。IEC 61850標準是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)唯一國際標準，它是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會(IECTC57)的3個工作組10，11，12 (WG10/11/12)負責制定的。IEC 61850標準的通信模式有客戶/服務(wù)器(C/S)模式和P2P (peer-to-peer) 模式2種，GOOSE (面向通用對象的變電站事件)作為IEC 61850的一個全新應(yīng)用，采用了 P2P模式，并應(yīng)用了許多最新的網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，使許多新的應(yīng)用成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法， 可提高二次設(shè)備的對時精度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法， 其特征在于，包括以下步驟
1)二次設(shè)備中增加GOOSE對時狀態(tài)監(jiān)測模塊；
2)將監(jiān)測裝置接入二次設(shè)備所在的GOOSE網(wǎng)絡(luò)，并采用與二次設(shè)備同樣的時間源進行對時；
3)二次設(shè)備以規(guī)定的間隔周期、規(guī)定的GOOSE報文數(shù)據(jù)和重發(fā)機制發(fā)送GOOSE報文；
4)監(jiān)測裝置接收指定多播地址的GOOSE報文，以GOOSE報文中的事件時標字段作為二次設(shè)備的時間，以接收到GOOSE報文時刻監(jiān)測裝置的時間作為標準時間；
5)根據(jù)采集到的二次設(shè)備提供的時間和接收到GOOSE報文的時刻，計算出二次設(shè)備的時間與標準時間的偏差值；
6)根據(jù)設(shè)定的對時精度判定規(guī)則，如果連續(xù)N個對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常， 則判定二次設(shè)備此刻的對時狀態(tài)異常。本發(fā)明所達到的有益效果
本發(fā)明通過采用GOOSE通信實現(xiàn)對智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)的監(jiān)測。它無需二次設(shè)備提供硬接線也無需專用網(wǎng)絡(luò)，由二次設(shè)備定時向指定的多播地址發(fā)送GOOSE報文。支持配置接收多個多播地址，在接收GOOSE報文時刻采用硬件標記接收報文時標，以保證參考標準時間的精確性。根據(jù)采集到的二次設(shè)備提供的時間和接收報文的時刻，計算出二次設(shè)備的時間與標準時間的偏差值。通過長期的跟蹤，可以分析出二次設(shè)備的對時偏差特征， 便于設(shè)備廠商提高二次設(shè)備的對時精度。


圖1為本發(fā)明的智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法的硬件連接示意圖。
具體實施例方式圖1中監(jiān)測裝置安裝在變電站中負責接收GOOSE報文，將T0、T1和二次設(shè)備的MAC 地址上傳給監(jiān)視平臺，監(jiān)視平臺可以在變電站、地調(diào)和省調(diào)分級部署。具體監(jiān)視過程包括如下步驟
1)二次設(shè)備根據(jù)江蘇省電力公司2011年科技項目《變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)在線監(jiān)測研究》公開提供的“智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)在線監(jiān)測GOOSE通信說明”文檔增加對時狀態(tài)監(jiān)測模塊；
2)監(jiān)測裝置接入二次設(shè)備所在的GOOSE網(wǎng)絡(luò)，并采用與二次設(shè)備同樣的時間源進行對
時；
3)二次設(shè)備以規(guī)定的間隔周期、規(guī)定的GOOSE報文數(shù)據(jù)和重發(fā)機制發(fā)送GOOSE報文；
4)監(jiān)測裝置接收指定多播地址的GOOSE報文，以GOOSE報文中的事件時標作為二次設(shè)備的時間，以接收到GOOSE報文時刻監(jiān)測裝置的時間作為標準時間；
5)根據(jù)采集到的二次設(shè)備提供的時間和接收到GOOSE報文的時刻，計算出二次設(shè)備的時間與標準時間的偏差值；
6)根據(jù)設(shè)定的對時精度判定規(guī)則，如果連續(xù)N個對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常， 則判定二次設(shè)備此刻的對時狀態(tài)異常。本方法首先需要與站內(nèi)二次設(shè)備同一時間源進行對時并守時，在接收到指定多播地址的GOOSE報文時，通過硬件標記接收時刻的本地時間，確保監(jiān)測時間的有效精度。 GOOSE報文中的二次設(shè)備MAC地址、事件時標TO和接收到GOOSE報文時刻的本地時間Tl構(gòu)成一組監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)設(shè)定的對時精度判定規(guī)則，一旦有連續(xù)N個對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常，則判定二次設(shè)備此刻的對時狀態(tài)異常。在步驟6)中，對時精度判定規(guī)則為
取每一個發(fā)送周期內(nèi)T值最小的GOOSE報文作為本發(fā)送周期的對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù) D。以連續(xù)的兩個發(fā)送周期的采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)DO和Dl的T相減后取絕對值，如果結(jié)果大于設(shè)定值M則判定監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常。另外，在步驟3)中，為了避免變電站內(nèi)多個二次設(shè)備的GOOSE報文集中在同一時刻發(fā)出，二次設(shè)備需要根據(jù)算法實現(xiàn)錯時發(fā)送，具體錯時發(fā)送的過程為
設(shè)MAC地址為90-FB-A6-0B-4B-61，發(fā)送的間隔周期設(shè)為M秒(如1800秒)，
31)把MAC地址的6段中的連續(xù)兩段作為2字節(jié)的16進制數(shù)值，3個數(shù)值進行異或運
算；
WORD xorRes = 0x90FB “ 0xA60B “ 0x4B61
32)異或運算后的結(jié)果與1800取余數(shù)，得出在每M秒(1800秒)內(nèi)的發(fā)送時刻WORD res = xorRes % 1800。通過本發(fā)明實現(xiàn)了通過GOOSE通信對智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)的監(jiān)測，提供了監(jiān)測智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)的方法，能夠?qū)Χ卧O(shè)備的異常對時狀態(tài)提供實時告警。同時，通過對二次設(shè)備實際運行狀態(tài)下對時狀態(tài)的長期監(jiān)測，也為設(shè)備廠商提高二次設(shè)備的對時精度提供了寶貴的分析數(shù)據(jù)。監(jiān)測裝置與監(jiān)視平臺以TCP/IP方式通信，監(jiān)視平臺為客戶端，監(jiān)測裝置為服務(wù)端。監(jiān)測裝置把采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)視平臺，由監(jiān)視平臺計算二次設(shè)備的時間偏差值，發(fā)生對時異常時給予告警，并進行統(tǒng)計和分析處理。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟1)二次設(shè)備中增加GOOSE對時狀態(tài)監(jiān)測模塊，用于周期性發(fā)送用于監(jiān)測對時狀態(tài)的專用GOOSE報文；2)將監(jiān)測裝置接入二次設(shè)備所在的GOOSE網(wǎng)絡(luò)，并采用與二次設(shè)備同樣的時間源進行對時；3)二次設(shè)備以規(guī)定的間隔周期、規(guī)定的GOOSE報文數(shù)據(jù)和重發(fā)機制發(fā)送GOOSE報文；4)監(jiān)測裝置接收指定多播地址的GOOSE報文，以GOOSE報文中的事件時標字段作為二次設(shè)備的時間T0，以接收到GOOSE報文時刻監(jiān)測裝置的時間作為標準時間Tl ；5)根據(jù)采集到的二次設(shè)備提供的時間和接收到GOOSE報文的時刻，計算出二次設(shè)備的時間與標準時間偏差值的絕對值T ；6)根據(jù)設(shè)定的對時精度判定規(guī)則，如果連續(xù)N個對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常， 則判定二次設(shè)備此刻的對時狀態(tài)異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟6)中，對時精度判定規(guī)則為取每一個發(fā)送周期內(nèi)T值最小的GOOSE報文作為本發(fā)送周期的對時狀態(tài)采樣監(jiān)測數(shù)據(jù) D，以連續(xù)的兩個發(fā)送周期的采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)DO和Dl的T相減后取絕對值，如果結(jié)果大于設(shè)定值M則判定監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于在步驟3)中，為了避免變電站內(nèi)多個二次設(shè)備的GOOSE報文集中在同一時刻發(fā)出，二次設(shè)備根據(jù)算法實現(xiàn)錯時發(fā)送，具體錯時發(fā)送的方法為MAC地址均為6段，發(fā)送的間隔周期設(shè)為M秒，31)把MAC地址的6段中的連續(xù)兩段作為2字節(jié)的16進制數(shù)值，3個數(shù)值進行異或運算；32)異或運算后的結(jié)果與M取余數(shù)，得出在每半小時內(nèi)的發(fā)送時刻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能變電站二次設(shè)備對時狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟1)二次設(shè)備中增加對時狀態(tài)監(jiān)測模塊；2)將用于監(jiān)測二次設(shè)備對時狀態(tài)的監(jiān)測裝置接入二次設(shè)備所在的GOOSE網(wǎng)絡(luò)，并采用與二次設(shè)備同樣的時間源進行對時；3)二次設(shè)備以規(guī)定的間隔周期、規(guī)定的GOOSE報文數(shù)據(jù)和重發(fā)機制發(fā)送GOOSE報文；4)監(jiān)測裝置接收指定多播地址的GOOSE報文，以GOOSE報文中的事件時標作為二次設(shè)備的時間，以接收到GOOSE報文時刻監(jiān)測裝置的時間作為標準時間；5)計算出二次設(shè)備的時間與標準時間的偏差值；6)根據(jù)設(shè)定的對時精度判定規(guī)則判定二次設(shè)備此刻的對時狀態(tài)異常。本發(fā)明的方法可提高二次設(shè)備的對時精度。
文檔編號H02J13/00GK102361348SQ20111030104
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者包玉樹, 吳玉林, 孫大雁, 寧艷, 朱潔, 李澄, 王伏亮, 王寧, 葛永高, 陸玉軍, 陳顥, 霍雪松, 黃強 申請人:江蘇方天電力技術(shù)有限公司