[发明专利]一种双CPU等间隔采样的频率跟踪实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体涉及高压继电保护装置和智能测控装置在数据采集中的频率跟踪方法。

背景技术

随着国内电力需求的日益增大，电力技术水平不断提高，电力保障设备的使用显得尤为重要。而高压继电保护和测控装置数据量大、要求采样精度高，尤其是在一些数据量较大的智能化装置上，通常采用多CPU分布采集。在电网频率波动时，要保证采集数据的同步以及准确性。

传统保护测控装置由本身进行数据采集，一般是根据测频计算出采样间隔，调整采样中断，从而实现的频率跟踪，是不等间隔采样。数字化保护、测控装置的采样数据一般来自合并单元，采样频率高，采样间隔恒定。合并单元本身不做频率跟踪，这就要求使用采样数据的后端设备自行做频率跟踪。目前，现有保护测控装置的等间隔采样频率跟踪方法都为单CPU实现，如果有2个采样CPU的话要将测频通道同时接入2个CPU，然后各自实现频率跟踪；尚无只接入一个测频通道实现双CPU等间隔采样的频率跟踪的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种双采样CPU在等间隔采样时实现频率跟踪的方法，用以解决在数字化装置中采用双采样CPU时，两个CPU都需要接入测频通道的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种双CPU等间隔采样的频率跟踪实现方法，包括：通过配置信息中测频通道接入的位置确定两个CPU中哪一个作为测频CPU，哪一个作为跟随CPU；测频CPU在测频模块中计算出本次频率和重采样间隔，在重采样模块中使用上次算出的重采样间隔对原始采样值进行重采样，通过数据交互模块将计算出的频率和重采样间隔传输给跟随CPU；跟随CPU从数据交互模块中读取重采样间隔，在重采样模块中对原始采样值进行重采样。以上所述的所有工作在一个中断中完成。

重采样的值具有采样编号，用于后端同步判断。初次采样由上端控制，开始前对两个CPU的重采样编号清零，确保两个采样编号同步。

所述的测频模块，具体方法如下：①根据近一周波内原始采样点数据计算出傅里叶实部值，②计算傅里叶实部值过零点的时间差，③计算本周波频率。

所述步骤①中的傅里叶实部值得计算方法公式为：

其中N为原始采样点每周波采样点数，i为当前采样点序号，h＝i-(N-1)为一周波前的采样点序号，Smp_k为第k点的采样值；

所述步骤②中计算实部过零点时间差方法，公式为计算频率条件，当满足该条件时，记录下Re_i、Re_i-1、Re_i-2；并记录一个周波内不满足该公式条件的采样点个数M。设Re_i-2时刻T_i-2＝0，则Re_i-1时刻T_i-1＝T_N、Re_i时刻T_i＝2*T_N(T_N为原始采样点采样间隔时间)，利用拉格朗日二阶插值公式计算出实部值为零时对应的采样时刻：

则有：T_pos＝2*T_N-T_zero；T_nag＝T_zero-T_N；

傅里叶实部过零点的时间差：T_delta＝M*T_N+T’_pos+T_nag

其中，T’_pos为上次计算得到的T_pos值。

所述步骤②完成过零点时间差计算后将M赋为0。

所述步骤③中的本周波的频率f’_F＝1s/T_delta。

所述的测频模块在每收到一个原始采样点时调用一次。

所述的数据交互模块：两个CPU之间的交互数据要求实时性非常高，每次采样中断都需要进行数据交换，本发明采用双口RAM，对两个CPU之间的数据传输提供支撑，且外部中断信号源确保两个CPU同时进入采样中断。