[发明专利]用于分布式电力系统测量的通信系统和方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及电力测量和涉及用于在分布式电力测量系统中发送数据的通信系统和方法。

背景技术

现代电力系统依赖于从系统中的多个分布式节点的快速和准确的相测量。在一些情况下，希望在远距离间隔分布的节点之间进行相比较。因此，测量的准确定时以及将来自系统中的相距遥远的部分的测量结果进行相关是个挑战。

提供生成能够被在时间上相关的快速和准确的测量结果的电力信号测量/采样，并且同时降低测量装置中的部件成本是非常有利的。

附图说明

将通过举例的方式参考后面的附图，其示出了本发明的示例性实施方式，并且其中：

图1示出了电力测量装置的示例的框图；

图2示出了分布式电力采样系统的框图；

图3示出了用于对电力系统信号采样的示例性的从装置的框图；以及

图4示出了示出在示例性采样系统中的接收路径和发送路径延迟的示意图。

具体实施方式

在一个方面，本申请公开了一种在分布式电力测量系统中使用的采样装置。该采样装置包括：链路接口，其用于使用高速等时同步数据链路与远程主装置收发数据；时钟电路，其用于生成本地时钟信号；数据存储单元，其用于存储从远程主机接收到的时间戳包的序列号；计数器，其用于由本地时钟信号计时以确定从接收到时间戳包起的偏移时间；以及成帧控制器，其用于生成要通过等时同步数据链路向远程主机发送的成帧输出数据，其中，该成帧输出数据包括该序列号、该偏移时间和数据载荷。

在另一个方面，本申请公开了一种分布式电力测量系统，其包括至少一个采样装置和主装置。该主装置通过高速等时同步数据链路连接到该至少一个采样装置的每个以周期性地发送时间戳包并且接收与序列号和偏移时间相关联的数据载荷。该主装置包括存储器，其用于存储多个时间戳和序列号对，以及处理器，其用于确定与数据载荷中的数据样本相关联的绝对时间。

在又另一个方面，本申请公开了一种用于在分布式电力测量系统中使用高速等时同步数据链路从采样装置向远程主装置传递数据测量结果的方法，。该方法包括：在采样装置处通过等时同步数据链路从主装置接收时间戳包，该时间戳包包括时间戳包的序列号；启动由本地时钟信号计时的计数器以确定从接收到时间戳包起的偏移时间；获取电力系统数据；以及生成成帧输出数据并且通过等时同步数据链路向远程主装置发送成帧输出数据，其中，该成帧输出数据包括序列号、偏移时间以及包括电力系统数据的数据载荷。

在再一个方面，本申请包括一种暂时计算机可读介质，其包括用于实现本文描述的一个或多个方法的处理器可执行指令。

本领域技术人员通过结合附图阅读下面对实施方式的描述可以理解本发明的其它方面以及特点。

用于改善电力系统可靠性和稳定性的技术之一是在电力系统网络中的各个节点提供准确的高速相量测量。该测量通过由在网络上分布的测量装置(本文还称为“采样装置”)来实现。相量测量系统的重要的特征是定时准确性，由于期望能够准确和快速关联并且比较在系统中的不同节点上同时进行的测量，并且如果需要，实现校正动作。有时，可以期望在系统的相距距离几十公里的节点之间进行接近实时的相对相位确定。

授权给Dionne的US专利公开2012-0200284-A1(名称为“电力测量装置”)描述了一种示例性电力测量装置，其在此通过引用并入本文。现在参照图1，其示出了电力测量装置10的简略框图。该装置10包括1比特德尔塔-西格玛调制器(DSM)12，其用于测量电量(多个相中的一个上的电压和/或电流)并生成1比特DSM比特流14。可以理解传统的德尔塔-西格玛转换器在输出端使用低通滤波器以在将该比特流转换为多比特数据时去除德尔塔-西格玛调制的高频成形的量化噪声分量。在一些实施方式中，装置10不使用这样的低通滤波，而是，为至少一些信号处理操作而保留了该高频分量。如上所述，为了简便，图1中示出了单个DSM12。一些实现方式可具有两个或更多个德尔塔-西格玛调制器，其用于测量一个或多个相上的电流和电压信号。在三相三线系统的情况中，六个DSM可被用于测量所有三个相上的电流和电压。类似地，在三相四线系统的情况中，八个德尔塔-西格玛调制器可被用于测量全部三个相和中性相上的电流和电压。