[发明专利]一种基于电力线载波高精度时间同步机制的录波方法

说明书

本发明公开了一种基于电力线载波高精度时间同步机制的录波方法，包括高精度的时钟同步机制，全网广播约定同步录波，基于约定同步录波时间戳启动电压、电流录波，计算录波数据特征，判定录波数据是否具备压缩特性。本发明基于载波高精度时钟同步机制的低压电网动态电能录波方法，能够不依赖于GPS类时钟同步技术，避免了地埋、底下配电室等场景没有卫星信号无法进行时钟同步的问题；同时还能根据录波数据的特征情况做动态的压缩策略，避免大量冗余数据占据线路带宽，可有效应用于低压电网的电能质量分析，在使用时具有良好的电能质量在线监测效果，实现录波大数据的增值应用，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及低压电能监测技术领域，具体涉及一种基于电力线载波高精度时间同步机制的录波方法。

背景技术

电压、电流、频率、谐波等数据是低压配电网的重要监测指标，传统的计量装置一类只能做有效值监测，不仅对于电力线上的瞬变或突变信号缺乏监测功能，也没有办法对电网的同步瞬态特性做解析；另一类依赖于GPS类时钟同步技术的电能质量监测装置，在地埋、底下配电室等场景没有卫星信号时存在监测盲点。在“双碳”新时代来临之际，如何提高电网电能监测水平，建设新时代的电能计量系统便尤为迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种基于电力线载波高精度时间同步机制的录波方法，能够不依赖于GPS类时钟同步技术，避免了在地埋、底下配电室等场景没有卫星信号时存在监测盲点的问题，基于录波大数据的增值应用可有效应用于低压电网的电能质量分析，应用于拓扑分析、阻抗分析、线损分析等多种电力分支领域，具有良好的应用前景。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种基于电力线载波高精度时间同步机制的录波方法，具体包括以下几个步骤：

S1、启动电力线载波高精度时钟同步，通过电力线载波时钟同步技术建立高精度的时钟网络，判断时钟是否已同步，并执行下一步；

S2、根据S1建立起来的高精度时钟网络，全网广播约定录波时间，并执行下一步；

S3、到达S2约定的录波时间立即启动电能数据录波，并执行下一步；

S4、计算录波电能数据的数据特征，比较S4的数据特征是否达到可压缩阈值，如果满足条件则执行S5，如果不满足条件则执行S6；

S5、压缩录波数据并在数据结构中标记压缩算法与压缩参数，并跳转到S6；

S6、存储录波数据并等待数据召测。

作为优选的技术方案，S1中电力线载波时钟同步方法为：

载波发送机在发送数据值的同时将高精度时间戳埋入数据帧中，接收机在捕获载波同步数据帧第一个采样点的同时将本机时间与时间戳进行同步，以典型低压台区最大500米供电半径计算，电磁波在铜线中的传播时延约为几个微妙，所以该方法建立的高精度时钟网络的时钟精度为几十微妙级。

作为优选的技术方案，S2中全网广播约定录波时间方法为：

在应用数据帧中加入“约定录波时间”，时间单位为S1中高精度时钟网络的时间戳。

作为优选的技术方案，S4具体包括：

对录波数据做FFT快速傅里叶变换，对录波数据做频域分析，如果总谐波失真超过阈值，则判定为频域可压缩性差，不做压缩处理；如果总谐波失真小于设定阈值，判定为数据能够做频域无损压缩。

作为优选的技术方案，其中，S4中设定阈值的范围为10％～30％。

作为优选的技术方案，S5中压缩算法为频域无损压缩算法，采用FFT对数据做频率变换，仅保留N次谐波后做IFFT并与原始数据对比生成patch；再采用动态可选压缩算法对谐波和patch数据做压缩处理。