CN102361348A - 智能变电站二次设备对时状态监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站二次设备对时状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)二次设备中增加对时状态监测模块；2)将用于监测二次设备对时状态的监测装置接入二次设备所在的GOOSE网络，并采用与二次设备同样的时间源进行对时；3)二次设备以规定的间隔周期、规定的GOOSE报文数据和重发机制发送GOOSE报文；4)监测装置接收指定多播地址的GOOSE报文，以GOOSE报文中的事件时标作为二次设备的时间，以接收到GOOSE报文时刻监测装置的时间作为标准时间；5）计算出二次设备的时间与标准时间的偏差值；6）根据设定的对时精度判定规则判定二次设备此刻的对时状态异常。本发明的方法可提高二次设备的对时精度。

Description

智能变电站二次设备对时状态监测方法
技术领域
本发明涉及一种智能变电站二次设备对时状态监测方法，属于电力***自动控制技术领域。
 
背景技术
目前在智能变电站中只能对电网时钟设备的时间同步状态实施监测，对站内二次设备的对时状态缺乏监测手段。监测二次设备的对时状态，有助于设备厂商提高二次设备的对时精度，并可以为电网事故的事后分析提供可靠的时间标记，提高整个电网的稳定运行水平。
IEC 61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化***唯一国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会(IECTC57)的3个工作组10,11,12(WG10/11/12)负责制定的。IEC 61850标准的通信模式有客户/服务器（C/S）模式和P2P（peer-to-peer）模式2种，GOOSE（面向通用对象的变电站事件）作为IEC 61850的一个全新应用，采用了P2P模式，并应用了许多最新的网络与通信技术，使许多新的应用成为可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能变电站二次设备对时状态监测方法，可提高二次设备的对时精度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能变电站二次设备对时状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)二次设备中增加GOOSE对时状态监测模块；
2)将监测装置接入二次设备所在的GOOSE网络，并采用与二次设备同样的时间源进行对时；
3)二次设备以规定的间隔周期、规定的GOOSE报文数据和重发机制发送GOOSE报文；
4)监测装置接收指定多播地址的GOOSE报文，以GOOSE报文中的事件时标字段作为二次设备的时间，以接收到GOOSE报文时刻监测装置的时间作为标准时间；
5）根据采集到的二次设备提供的时间和接收到GOOSE报文的时刻，计算出二次设备的时间与标准时间的偏差值；
6）根据设定的对时精度判定规则，如果连续N个对时状态采样监测数据的时间异常，则判定二次设备此刻的对时状态异常。
本发明所达到的有益效果：
本发明通过采用GOOSE通信实现对智能变电站二次设备对时状态的监测。它无需二次设备提供硬接线也无需专用网络，由二次设备定时向指定的多播地址发送GOOSE报文。支持配置接收多个多播地址，在接收GOOSE报文时刻采用硬件标记接收报文时标，以保证参考标准时间的精确性。根据采集到的二次设备提供的时间和接收报文的时刻，计算出二次设备的时间与标准时间的偏差值。通过长期的跟踪，可以分析出二次设备的对时偏差特征，便于设备厂商提高二次设备的对时精度。
附图说明
图1为本发明的智能变电站二次设备对时状态监测方法的硬件连接示意图。
具体实施方式
图1中监测装置安装在变电站中负责接收GOOSE报文，将T0、T1和二次设备的MAC地址上传给监视平台，监视平台可以在变电站、地调和省调分级部署。
具体监视过程包括如下步骤：
1)    二次设备根据江苏省电力公司2011年科技项目《变电站二次设备对时状态在线监测研究》公开提供的“智能变电站二次设备对时状态在线监测GOOSE通信说明”文档增加对时状态监测模块；
2)    监测装置接入二次设备所在的GOOSE网络，并采用与二次设备同样的时间源进行对时；
3)    二次设备以规定的间隔周期、规定的GOOSE报文数据和重发机制发送GOOSE报文；
4）监测装置接收指定多播地址的GOOSE报文，以GOOSE报文中的事件时标作为二次设备的时间，以接收到GOOSE报文时刻监测装置的时间作为标准时间；
5）根据采集到的二次设备提供的时间和接收到GOOSE报文的时刻，计算出二次设备的时间与标准时间的偏差值；
6）根据设定的对时精度判定规则，如果连续N个对时状态采样监测数据的时间异常，则判定二次设备此刻的对时状态异常。
本方法首先需要与站内二次设备同一时间源进行对时并守时，在接收到指定多播地址的GOOSE报文时，通过硬件标记接收时刻的本地时间，确保监测时间的有效精度。GOOSE报文中的二次设备MAC地址、事件时标T0和接收到GOOSE报文时刻的本地时间T1构成一组监测数据。
根据设定的对时精度判定规则，一旦有连续N个对时状态采样监测数据的时间异常，则判定二次设备此刻的对时状态异常。
在步骤6）中，对时精度判定规则为：
取每一个发送周期内T值最小的GOOSE报文作为本发送周期的对时状态采样监测数据D。以连续的两个发送周期的采样监测数据D0和D1的T相减后取绝对值，如果结果大于设定值M则判定监测数据的时间异常。
另外，在步骤3）中，为了避免变电站内多个二次设备的GOOSE报文集中在同一时刻发出，二次设备需要根据算法实现错时发送，具体错时发送的过程为：
设MAC地址为90-FB-A6-0B-4B-61，发送的间隔周期设为M秒（如1800秒），
31)把MAC地址的6段中的连续两段作为2字节的16进制数值，3个数值进行异或运算；
WORD xorRes = 0x90FB  ^0xA60B  ^0x4B61    
32)异或运算后的结果与1800取余数，得出在每M秒（1800秒）内的发送时刻：
WORD res = xorRes % 1800。
通过本发明实现了通过GOOSE通信对智能变电站二次设备对时状态的监测，提供了监测智能变电站二次设备对时状态的方法，能够对二次设备的异常对时状态提供实时告警。同时，通过对二次设备实际运行状态下对时状态的长期监测，也为设备厂商提高二次设备的对时精度提供了宝贵的分析数据。
监测装置与监视平台以TCP/IP方式通信，监视平台为客户端，监测装置为服务端。监测装置把采集到的监测数据上传到监视平台，由监视平台计算二次设备的时间偏差值，发生对时异常时给予告警，并进行统计和分析处理。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
 

Claims (2)

1.一种智能变电站二次设备对时状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)二次设备中增加GOOSE对时状态监测模块，用于周期性发送用于监测对时状态的专用GOOSE报文；
2)将监测装置接入二次设备所在的GOOSE网络，并采用与二次设备同样的时间源进行对时；
3)二次设备以规定的间隔周期、规定的GOOSE报文数据和重发机制发送GOOSE报文；
4)监测装置接收指定多播地址的GOOSE报文，以GOOSE报文中的事件时标字段作为二次设备的时间T0，以接收到GOOSE报文时刻监测装置的时间作为标准时间T1；
5）根据采集到的二次设备提供的时间和接收到GOOSE报文的时刻，计算出二次设备的时间与标准时间偏差值的绝对值T；
6）根据设定的对时精度判定规则，如果连续N个对时状态采样监测数据的时间异常，则判定二次设备此刻的对时状态异常。
2. 根据权利要求1所述的智能变电站二次设备对时状态监测方法，其特征在于，在步骤6）中，对时精度判定规则为：
取每一个发送周期内T值最小的GOOSE报文作为本发送周期的对时状态采样监测数据D，以连续的两个发送周期的采样监测数据D0和D1的T相减后取绝对值，如果结果大于设定值M则判定监测数据的时间异常。
3. 根据权利要求1所述的智能变电站二次设备对时状态监测方法，其特征在于：在步骤3）中，为了避免变电站内多个二次设备的GOOSE报文集中在同一时刻发出，二次设备根据算法实现错时发送，具体错时发送的方法为：
MAC地址均为6段，发送的间隔周期设为M秒，
31)把MAC地址的6段中的连续两段作为2字节的16进制数值，3个数值进行异或运算；
32)异或运算后的结果与M取余数，得出在每半小时内的发送时刻。
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