一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，包括：步驟S1:構(gòu)建電能質(zhì)量監(jiān)測的主站與終端相互通訊的通訊協(xié)議格式；步驟S2:主站向終端發(fā)送下行命令，終端解析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容，向主站發(fā)送上行命令，主站判斷是否在規(guī)定時間范圍內(nèi)收到終端返回的上行命令，若是，主站解析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容，執(zhí)行步驟S3,若否，主站重新發(fā)送下行命令；步驟S3:主站保存上行命令中的電能質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有簡單易用、功能全面、適用范圍廣、可靠性高且易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新型電力電子設(shè)備的大量應(yīng)用，新能源及分布式發(fā)電的快速發(fā)展，電網(wǎng)中非 線性負(fù)荷的比例不斷提高，由此產(chǎn)生的電網(wǎng)電能質(zhì)量問題越來越突出，并對電網(wǎng)的安全運(yùn) 行產(chǎn)生了新的威脅。電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)成為新的形勢下的保證電網(wǎng)健康、穩(wěn)定的運(yùn)行的一 項(xiàng)重要措施。
[0003] 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是電能質(zhì)量指標(biāo)的全面監(jiān)測和統(tǒng)一管理。系統(tǒng)通過安 裝于電網(wǎng)各監(jiān)測點(diǎn)的電能質(zhì)量監(jiān)測終端采集各類電能質(zhì)量數(shù)據(jù)，并通企業(yè)網(wǎng)、Internet、 RS485等通訊網(wǎng)絡(luò)與電能質(zhì)量主站軟件建立實(shí)時通訊，完成電能質(zhì)量現(xiàn)象的原始信息收集 并做進(jìn)一步應(yīng)用分析評估。
[0004] 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集（以下簡稱數(shù)據(jù)采集）是指通過通訊網(wǎng)絡(luò)將電能質(zhì)量 監(jiān)測終端（以下簡稱終端）已得到的測量數(shù)據(jù)提取到電能質(zhì)量監(jiān)測主站（以下簡稱主站） 的過程。
[0005] 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)采集有如下要求：
[0006] 1)數(shù)據(jù)類型
[0007] 主站需要從終端采集的數(shù)據(jù)類型包括：電網(wǎng)頻率、電壓和電流有效值、電壓和電流 的序分量、電壓和電流的基波及各次諧波的有效值和相角、總諧波畸變率、電壓變動及變動 頻率、閃變、暫態(tài)事件及其錄波數(shù)據(jù)。
[0008] 如果按照數(shù)據(jù)的處理方式，數(shù)據(jù)又可以分為以下4類：
[0009] (1)實(shí)時數(shù)據(jù)，每個測量周期所得的值，一般不保存，3秒鐘獲取一次；
[0010] (2)歷史記錄，存儲在終端的合成數(shù)據(jù)，推薦一天獲取一次；
[0011] (3)準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)，最新存儲的合成數(shù)據(jù)，每隔一個存儲周期獲取一次；
[0012] (4)事件數(shù)據(jù)，由暫態(tài)事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)記錄及對應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)。推薦一天獲取一 次。
[0013] 2)采集方式
[0014] (1)手動采集，用戶設(shè)定好采集數(shù)據(jù)的監(jiān)測線路、數(shù)據(jù)類型、時間范圍等參數(shù)后馬 上開始獲取?？梢酝瑫r設(shè)定多個要采集的監(jiān)測線路及數(shù)據(jù)類型；
[0015] (2)按計(jì)劃自動采集，用戶設(shè)定好開始時間，計(jì)劃間隔時間、數(shù)據(jù)類型、觸發(fā)條件、 重復(fù)次數(shù)等參數(shù)后，系統(tǒng)便會根據(jù)設(shè)定自動完成數(shù)據(jù)獲取任務(wù)。能夠自動補(bǔ)取獲取失敗的 任務(wù)；
[0016] (3)實(shí)時采集，將設(shè)備最近更新的數(shù)據(jù)采集上來。包括實(shí)時和準(zhǔn)實(shí)時。實(shí)時數(shù)據(jù)不 需考慮數(shù)據(jù)完整性。準(zhǔn)實(shí)時數(shù)據(jù)必須確保數(shù)據(jù)的完整性，對于因通訊中斷等問題丟失的數(shù) 據(jù)，在問題排除后應(yīng)具備斷點(diǎn)補(bǔ)傳功能。
[0017] 除了實(shí)時數(shù)據(jù)的采集，其它采集方式都應(yīng)支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳和通信任務(wù)自動恢復(fù)功 能，支持?jǐn)?shù)據(jù)補(bǔ)取功能。
[0018] 由以上要求可見電能質(zhì)量數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及種類繁多等特點(diǎn)，因 此研發(fā)一種行之有效的數(shù)據(jù)采集方法是確保電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行的重要前提。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種簡單易用、功能 全面、適用范圍廣、可靠性高且易于擴(kuò)展的電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法。
[0020] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0021] 一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，該方法包括：
[0022] 步驟S1 :構(gòu)建電能質(zhì)量監(jiān)測的主站與終端相互通訊的通訊協(xié)議格式；
[0023] 所述通訊協(xié)議格式包括幀頭、數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)體，所述幀頭包括上行命令幀頭和下 行命令幀頭，用于區(qū)分命令的起始位置，所述數(shù)據(jù)頭包括ADLER32校驗(yàn)碼、設(shè)備通訊編號、 協(xié)議類型、協(xié)議版本、功能碼、數(shù)據(jù)體長度、數(shù)據(jù)體是否壓縮標(biāo)記、數(shù)據(jù)體壓縮算法、幀序號、 窗口大小和保留段，所述數(shù)據(jù)體的內(nèi)容與功能碼匹配；
[0024] 步驟S2 :主站向終端發(fā)送下行命令，終端解析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容，向主站發(fā) 送上行命令，主站判斷是否在規(guī)定時間范圍內(nèi)收到終端返回的上行命令，若是，主站解析通 訊協(xié)議格式中的內(nèi)容，執(zhí)行步驟S3,若否，主站重新發(fā)送下行命令；
[0025] 步驟S3 :主站保存上行命令中的電能質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。
[0026] 所述主站與終端互相通訊基于TCP/IP或RS232/485運(yùn)行。
[0027] 所述步驟S2具體為：
[0028] 201 :主站向終端發(fā)送第一個下行命令，第一個下行命令中功能碼對應(yīng)需采集的電 能質(zhì)量的參數(shù)范圍；
[0029] 202:終端根據(jù)第一個下行命令的功能碼獲取終端上相應(yīng)的電能質(zhì)量檢測記錄，其 記錄數(shù)為M，將記錄數(shù)作為第一個上行命令返回主站；
[0030] 203:主站等待響應(yīng)，主站判斷是否接收到第一個上行命令，若是，主站向終端發(fā)送 第二個下行命令，其中數(shù)據(jù)頭的窗口大小為N，N < M，即請求一次獲取N幀數(shù)據(jù)包，執(zhí)行步 驟204 ;若否，重新發(fā)送第一個下行命令；
[0031] 204 :終端接收第二個下行命令后，依次向主站發(fā)送N個連續(xù)的上行命令，每個連 續(xù)的上行命令中數(shù)據(jù)體各包括電能質(zhì)量檢測記錄的一幀數(shù)據(jù)包，其數(shù)據(jù)頭的幀序號區(qū)分不 同幀數(shù)據(jù)包；
[0032] 205 :主站等待響應(yīng)，判斷是否連續(xù)接收終端返回的N個連續(xù)的上行命令，若是，則 執(zhí)行步驟206 ;若否，則重新發(fā)送第二個下行命令，跳轉(zhuǎn)步驟204 ;
[0033] 206 :主站再發(fā)送下一個下行命令，終端繼續(xù)將剩余的數(shù)據(jù)包用N個連續(xù)的上行命 令發(fā)送，直到主站接收的數(shù)據(jù)包達(dá)到第一個上行命令獲得的記錄數(shù)。
[0034] 所述解析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容具體步驟為：
[0035] a :根據(jù)通訊協(xié)議格式的幀頭，接收相應(yīng)的上行命令或下行命令；
[0036] b:提取通訊協(xié)議格式的設(shè)備通訊編號，判斷其是否和接收的主站或終端的設(shè)備通 訊編號相匹配，若是，則執(zhí)行步驟c，若否，則跳轉(zhuǎn)步驟a ;
[0037] c :判斷通訊協(xié)議格式的校驗(yàn)碼是否正確，若是，則執(zhí)行步驟d，若否，則跳轉(zhuǎn)步驟 a ；
[0038] d :根據(jù)通訊協(xié)議格式的協(xié)議類型調(diào)用相應(yīng)的協(xié)議處理模塊，根據(jù)通訊協(xié)議格式的 功能碼進(jìn)行相應(yīng)處理，獲得新的上行命令或下行命令。
[0039] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0040] 1)本發(fā)明采用特定的通訊協(xié)議格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，包括幀頭、數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)體， 利用幀頭區(qū)分命令的界限可以使通訊具有良好的適用性，例如同一時間可以發(fā)送多個命 令，在全雙工總線通訊的情況下，命令不易混淆，而數(shù)據(jù)頭中的功能碼與數(shù)據(jù)體匹配，可用 于采集不同類型的電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，功能全面；
[0041] 2)本發(fā)明數(shù)據(jù)采集過程中，主站實(shí)時檢測是否得到終端的響應(yīng)，防止數(shù)據(jù)的丟失， 可靠性高；
[0042] 3)本發(fā)明只需設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議格式和傳輸方式，簡單易用，就可以實(shí)現(xiàn) 電能質(zhì)量監(jiān)測終端與電能質(zhì)量監(jiān)測主站之間的通訊，適用范圍廣，易于擴(kuò)展；
[0043] 4)本發(fā)明方法發(fā)送一次下行（請求）命令，就可以獲取多幀數(shù)據(jù)包，消除了每次請 求響應(yīng)的延遲，從而會顯著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044] 圖1為本發(fā)明方法流程圖；
[0045] 圖2為本發(fā)明解析通訊協(xié)議格式步驟流程圖；
[0046] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中主站和終端之間傳輸示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于 下述的實(shí)施例。
[0048] 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集（以下簡稱數(shù)據(jù)采集）是指通過通訊網(wǎng)絡(luò)將電能質(zhì)量 監(jiān)測終端（以下簡稱終端）已得到的測量數(shù)據(jù)提取到電能質(zhì)量監(jiān)測主站（以下簡稱主站） 的過程。
[0049] 如圖1所示，主站與終端互相通訊基于TCP/IP或RS232/485運(yùn)行，以采集報(bào)警諧 波記錄為例，采用電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法實(shí)現(xiàn)上述的數(shù)據(jù)采集，具體步驟包括：
[0050] 步驟S1 :構(gòu)建電能質(zhì)量監(jiān)測的主站與終端相互通訊的通訊協(xié)議格式，通訊協(xié)議格 式包括幀頭、數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)體。
[0051] ⑴幀頭
[0052] 包括上行命令幀頭和下行命令幀頭，用于區(qū)分命令的起始位置，其中，下行命令幀 頭為5Ch 7Ch 3Bh CFh，上行命令幀頭為55h AAh 3Ch C3h。利用幀頭區(qū)分命令的界限可以 使通訊具有良好的適用性，例如同一時間可以發(fā)送多個命令，在全雙工總線通訊的情況下， 命令不易混淆。
[0053] (2)數(shù)據(jù)頭
[0054] 包括ADLER32校驗(yàn)碼、設(shè)備通訊編號、協(xié)議類型、協(xié)議版本、功能碼、數(shù)據(jù)體長度、 數(shù)據(jù)體是否壓縮標(biāo)記、數(shù)據(jù)體壓縮算法、幀序號、窗口大小和保留段，如下表1所示：
[0055] 表1數(shù)據(jù)頭格式
[0056]

【權(quán)利要求】
1. 一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，該方法包括： 步驟S1 :構(gòu)建電能質(zhì)量監(jiān)測的主站與終端相互通訊的通訊協(xié)議格式； 步驟S2 :主站向終端發(fā)送下行命令，終端解析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容，向主站發(fā)送上 行命令，主站判斷是否在規(guī)定時間范圍內(nèi)收到終端返回的上行命令，若是，主站解析通訊協(xié) 議格式中的內(nèi)容，執(zhí)行步驟S3,若否，主站重新發(fā)送下行命令； 步驟S3 :主站保存上行命令中的電能質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述主 站與終端互相通訊基于TCP/IP或RS232/485運(yùn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述通 訊協(xié)議格式包括幀頭、數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)體，所述幀頭包括上行命令幀頭和下行命令幀頭，用于 區(qū)分命令的起始位置，所述數(shù)據(jù)頭包括ADLER32校驗(yàn)碼、設(shè)備通訊編號、協(xié)議類型、協(xié)議版 本、功能碼、數(shù)據(jù)體長度、數(shù)據(jù)體是否壓縮標(biāo)記、數(shù)據(jù)體壓縮算法、幀序號、窗口大小和保留 段，所述數(shù)據(jù)體的內(nèi)容與功能碼匹配。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述步 驟S2具體為： 201 :主站向終端發(fā)送第一個下行命令，第一個下行命令中功能碼對應(yīng)需采集的電能質(zhì) 量的參數(shù)范圍； 202 :終端根據(jù)第一個下行命令的功能碼獲取終端上相應(yīng)的電能質(zhì)量檢測記錄，其記錄 數(shù)為M,將記錄數(shù)作為第一個上行命令返回主站； 203 :主站等待響應(yīng)，主站判斷是否接收到第一個上行命令，若是，主站向終端發(fā)送第 二個下行命令，其中數(shù)據(jù)頭的窗口大小為N，N < M，即請求一次獲取N幀數(shù)據(jù)包，執(zhí)行步驟 204 ;若否，重新發(fā)送第一個下行命令； 204 :終端接收第二個下行命令后，依次向主站發(fā)送N個連續(xù)的上行命令，每個連續(xù)的 上行命令中數(shù)據(jù)體各包括電能質(zhì)量檢測記錄的一幀數(shù)據(jù)包，其數(shù)據(jù)頭的幀序號區(qū)分不同幀 數(shù)據(jù)包； 205 :主站等待響應(yīng)，判斷是否連續(xù)接收終端返回的N個連續(xù)的上行命令，若是，則執(zhí)行 步驟206 ;若否，則重新發(fā)送第二個下行命令，跳轉(zhuǎn)步驟204 ; 206 :主站再發(fā)送下一個下行命令，終端繼續(xù)將剩余的數(shù)據(jù)包用N個連續(xù)的上行命令發(fā) 送，直到主站接收的數(shù)據(jù)包達(dá)到第一個上行命令獲得的記錄數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述解 析通訊協(xié)議格式中的內(nèi)容具體步驟為： a :根據(jù)通訊協(xié)議格式的幀頭，接收相應(yīng)的上行命令或下行命令； b :提取通訊協(xié)議格式的設(shè)備通訊編號，判斷其是否和接收的主站或終端的設(shè)備通訊編 號相匹配，若是，則執(zhí)行步驟c，若否，則跳轉(zhuǎn)步驟a ; c :判斷通訊協(xié)議格式的校驗(yàn)碼是否正確，若是，則執(zhí)行步驟d，若否，則跳轉(zhuǎn)步驟a ; d :根據(jù)通訊協(xié)議格式的協(xié)議類型調(diào)用相應(yīng)的協(xié)議處理模塊，根據(jù)通訊協(xié)議格式的功能 碼進(jìn)行相應(yīng)處理，獲得新的上行命令或下行命令。
【文檔編號】H04L29/06GK104215853SQ201410446736
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】時珊珊, 柳勁松, 劉舒, 董瑞安, 奚永巍, 王慶 申請人:國網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司