CN111314006A - 基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法 - Google Patents

Abstract

一种基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法，IEEE1588同步协议确定动态延时，据主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，将变电站与发电厂之间传输的有功负荷散点分布情况，推算出变电站从时钟与发电站主时钟同步的有功负荷散点分布，同步精度满足要求，再由曲线拟合获得有功负荷曲线。优点是：提高发电厂和变电站数据同步可靠性，以确保变发电厂对电站数据的可用性，为智能电网可靠运行提供保障。

Description

基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法

技术领域

本发明涉及一种基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法，特别涉及发电厂与变电站间、变电站与变电站间的基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法。

背景技术

随着计算机技术、云计算技术和大数据分析技术的发展和广泛应用，更多基于电网大数据的高级应用对发电厂与变电站间、以及变电站之间数据的同步性和同步稳定性提出了更高要求。

然而，由于目前变电站建设初期，对全站时间同步***考虑不够全面，使变电站内同时存在多套对时***，多个时钟源完成站内设备的时间同步，这样由于不同授时设备同步精度的差异，造成了站内不同设备时间同步精度不同，报文时间标志也不同，使调度端对各变电站上送数据的可用性降低。因此，如何提高发电厂和变电站数据同步可靠性，成为变电站数据可靠性的关键环节。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法，提高发电厂和变电站数据同步可靠性，以确保变发电厂对电站数据的可用性。

本发明的技术方案是：

一种基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法，其特征是：

具体步骤如下：

步骤1IEEE1588同步协议确定动态延时曲线

发电厂时钟为主站主时钟、变电站时钟为厂站从时钟，假设主站主时钟、厂站从时钟间偏差恒定、传输路径对称,则

t1+Delay＝t2+Offset (1)

t4＝t3+Offset+Delay (2)

其中,t1代表主站主时钟发出指令时刻，t2代表厂站从时钟接收到t1发出的指令指令时刻。；

t3代表厂站从时钟发出指令时刻，t4代表主站主时钟接收到t3发出的指令时刻；

Delay表示报文传输的网络延时,Offset表示主时钟与从时钟的偏差；

由式(1)和式(2)可以得到:

Delay＝(t2-t1)+(t4-t3)/2 (3)

Offset＝(t4-t3)-(t2-t1)/2 (4)

得到了从时钟与主时钟间的偏差Offset,记为Δt，在不同时刻，主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布；

步骤2同步有功负荷

根据主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，将变电站与发电厂之间传输的有功负荷散点分布情况，推算出变电站从时钟与发电站主时钟同步的有功负荷散点分布，再由曲线拟合获得有功负荷曲线；

步骤3曲线拟合

假设给定数据点(x_i，y_i)(i＝0，1，...，m)，x_i代表时间t,y_i代表有功负荷P；

根据给定的m个点,并不要求这条曲线精确地经过这些点，而是曲线y＝f(x)的近似曲线y＝p(x)；

求近似曲线

使得近似曲线p(x)在点i处的偏差I最小，即

即

求得式(7)中a₀，a₁，...a_n的多元函数，获得I＝I(a₀，a₁，...a_n)的极值，得出最小二乘法多项式拟合曲线，即有功负荷拟合曲线。

本发明的有益效果：

根据主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，将变电站与发电厂之间传输的有功负荷散点分布情况，推算出变电站从时钟与发电站主时钟同步的有功负荷散点分布，同步精度满足要求，再由曲线拟合获得有功负荷曲线，提高发电厂和变电站数据同步可靠性，以确保变发电厂对电站数据的可用性，为智能电网可靠运行提供保障。

附图说明

图1是本发明实施例的A站的时钟偏差Δt散点分布图；

图2的B站的时钟偏差Δt散点分布图；

图3是本发明实施例A站有功负荷散点分布图；

图4是本发明实施例B站有功负荷散点分布图；

图5是图3中A站前移Δt后有功负荷散点分布图；

图6是图4中B站前移Δt后有功负荷散点分布图；

图7是图5中有功负荷散点分布拟合后所得有功负荷曲线图；

图8是图6中有功负荷散点分布拟合后所得有功负荷曲线图。

具体实施方式

实施例

假设某区域内含发电站(A站)和220kV变电站(B站)，假定发电站和变电站内有主变1台，220kV出线1回。为保证两站的独立性，各站配置独立的间隔交换机，同时满足***双重化冗余设计要求。220kV线路间隔通过1台合并单元和1台智能单元实现220kV线路保护和测控功能，220kV母联间隔采集本间隔和母线PT间隔的数字量和状态量实现220kV母联保护测控功能，母差保护IED跨间隔采集信息实现220kV母差保护功能。A站和B站两站间的有功负荷和Δt的采集如表1所示，其中时钟偏差Δt计算方式如下：

Delay＝(t2-t1)+(t4-t3)/2 (1)

offset＝(t4-t3)-(t2-t1)/2 (2)

t1代表主站主时钟发出指令时刻，t2代表厂站从时钟接收到t1发出的指令指令时刻。；

t3代表厂站从时钟发出指令时刻，t4代表主站主时钟接收到t3发出的指令时刻；

得到了从时钟与主时钟间的偏差Offset,记为Δt，在不同时刻，主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，如图1、图2所示(横坐标为t，单位：s)；

表1有功负荷和Δt(单位:μs)的采集表

根据主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，将变电站与发电厂之间传输的有功负荷散点分布情况(如图3、图4(横坐标为t，单位：s))，推算出变电站从时钟与发电站主时钟同步的有功负荷散点分布(如图5、图6(横坐标为t，单位：s))，再由曲线拟合获得有功负荷曲线；

曲线拟合具体步骤如下：

假设给定数据点(x_i，y_i)(i＝0，1，...，m)，x_i代表时间t,y_i代表有功负荷P；

根据给定的m个点,并不要求这条曲线精确地经过这些点，而是曲线y＝f(x)的近似曲线y＝p(x)；

求近似曲线

使得近似曲线p(x)在点i处的偏差I最小，即

即

求得式(4)中a₀，a₁，...a_n的多元函数，获得I＝I(a₀，a₁，...a_n)的极值；

为了求得符合条件的a值，对等式右边求a_i偏导数；是关于a₀，a₁，...a_n的线性方程组，用矩阵表示为：

方程组(5)的系数矩阵是一个对称正定矩阵，故存在唯一解；从式中出a_k(k＝0，1，...，n)，从而可得多项式

最小二乘法多项式拟合曲线，即有功负荷拟合曲线，如图7和图8所示(横坐标为t，单位：s)。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于无时标越限数据传送的时间延时曲线拟合方法，其特征是：

具体步骤如下：

步骤1IEEE1588同步协议确定动态延时曲线

发电厂时钟为主站主时钟、变电站时钟为厂站从时钟，假设主站主时钟、厂站从时钟间偏差恒定、传输路径对称,则

t1+Delay＝t2+Offset (1)

t4＝t3+Offset+Delay (2)

其中,t1代表主站主时钟发出指令时刻，t2代表厂站从时钟接收到t1发出的指令指令时刻。；

t3代表厂站从时钟发出指令时刻，t4代表主站主时钟接收到t3发出的指令时刻。；

Delay表示报文传输的网络延时,Offset表示主时钟与从时钟的偏差；

由式(1)和式(2)可以得到:

Delay＝(t2-t1)+(t4-t3)/2 (3)

Offset＝(t4-t3)-(t2-t1)/2 (4)

得到了从时钟与主时钟间的偏差Offset,记为Δt，在不同时刻，主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，使得从时钟同步于主时钟；

步骤2同步有功负荷

根据主时钟与从时钟偏差Δt的坐标点形成散点分布，将变电站与发电厂之间传输的有功负荷散点分布情况，推算出变电站从时钟与发电站主时钟同步的有功负荷散点分布，再由曲线拟合获得有功负荷曲线；

步骤3曲线拟合

假设给定数据点(x_i，y_i)(i＝0，1，...，m)，x_i代表时间t,y_i代表有功负荷P；

根据给定的m个点,并不要求这条曲线精确地经过这些点，而是曲线y＝f(x)的近似曲线y＝p(x)；

求近似曲线

使得近似曲线p(x)在点i处的偏差I最小，即

即

求得式(7)中a₀，a₁，...a_n的多元函数，获得I＝I(a₀，a₁，...a_n)的极值，得出最小二乘法多项式拟合曲线，即有功负荷拟合曲线。

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