远动主站系统2

37§5-3-3数据的存贮结构数据的存取结构与程序存取数据的快慢有直接的影响，按描述码数据识别法允许数据存于存储器任何地方。为了找到一个数据，必须要对所有描述码进行解释，才能找到。按地址法识别，数据的占位要统一有规律，由于电网对象的不同，可能会因此产生许多空位。故实际中常常将二者组合使用。对于一个多级电网系统，通常可采用不同的存取结构，图5-23是按地址指示键(站——电压级别——分支系统)相对描述识别，类型及所属的状态位组则采用多级地址方式，该地址指明下级的存储位置，最后一级地址表明一个位表格的某一数据单元，该单元中的内容为对象的状态，它是随系统运行情况要发生变化的，例如远动信息传来某一线路的开关状态发生变化时，程序必须及时地将此对象相对应的状态位单元内容改写。图中黑线箭头就是存取站1—电压级别1—分支系统2的状态路线图。该方法的优点是提高了存取速度，但在某种程序上丢失了描述码数据结构的灵活性。分支级别1地址指示解释说明解释说明分支级别2地址指示分支级别1地址指示解释说明解释说明分支级别2地址指示分支级别1地址指示解释说明解释说明分支级别2地址指示站1站2站3站4站5站6地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示地址指示电压级别3电压级别5电压级别1电压级别3电压级别4电压级别5B3B2B1AC11C12C21位表格(开关位置状态)图5-23采用地址指示键的存取系统在存取系统多级数据存取的另一方法是顺序链法。如图5-24所示。它的位置下级识别码要排成一个表，下级识别码的顺序，不是由地址指示，而是通过顺序描述的方式表达。图中黑线是查找站3—电压级别1—分支系统2的状态路线图。这种方法在适应数据组成变化方面比地址指示法稍微灵活些。当各数据单元按顺序读出时，顺序链可转化为地址结构，描述码可以取消只记顺序单元，只有最后一级通过地址查找数据。38站1下一站指示下一站指示电压级别3电压级别5电压级别1分支系统1分支系统2分支系统3位表格指示位表格指示位表格指示位表格指示位表格指示结束分支系统1分支系统2分支系统1分支系统2站3下一站指示下一站指示分支系统电压级别3位表格指示位表格指示位表格指示下一站指示下一站指示下一站指示位表格指示位表格指示结束分支系统电压级别5电压级别4分支系统站4存取开始位表格图5-24采用顺序键的存取系统上述对“站—电压级别—分支系统—开关类型状态”的数据模型作了介绍。但电网中还有大量的信息，并不是这种结构。例如远动系统的监视测量信息，它的识别层次应是：远动装置→分组地址→比特位置→比特值。图形显示装置的图形格式，采用图形号码→xy位置→符号→符号模式等等，由此可见形式结构并不同，故常用翻译表格。例如：远动监视信息翻译表：远动报文→数据模型；远动命令翻译表：数据模型→远动报文；图形输入翻译表：图形位置→数据模型；键盘输入信息翻译表：功能键→数据模型；文字输入翻译表：数字码→字母码；文字输出翻译表：字母码→数字码等，通过这些表格的转换，来达到电网描述与数据模型的转换。通过上述说明，我们基本上可以知道，当用计算机来处理电网的运行时，首要的就是将实际电网(物理级)进行抽象分析，产生电网描述(源数据级)，经过电网文件汇编系统，产生出数据模型(机器级)，形成计算机便于处理的形式。当然通过逆向翻译系统软件，可以与电网模型一一对应。这样我们就把一个真实的电网映射到了计算机中，从而为计39算机的信息处理打好了最主要的基础。实际电网物理级重复类型定义重复类型表电网文件汇编系统逆向翻译系统归纳源词典词典发生系统应用词典(机器级)性质表抽象分析电网描述(源级)线路表站描述站描述站描述数据模型机器级图5-25从实际电网到计算机内数据模型§5-4信息发送、接收和处理实时信息的采集是调度自动化的基础，这一任务在实际系统中，大多由厂站端的远动装置RTU承担，并向调度中心发送，调度中心接收后进行处理，而后将有些信息(可能是处理以后的信息)转发给上级调度中心。在这一过程中，由于测量误差、干扰等原因，使得传送到电网调度中心的数据具有不同程度的误差和不可靠性。如果直接利用这些原始数据，对电力系统进行监视和控制，可能会出现错误的判断和决策。此外，由于测量设备在数量及品种上的限制，监视的电网数据还不够全面，例如母线之间的相位差，就比较难以测量。为了获得电力系统完整的数据，在不断提高测量精度、减少干扰之外，还利用了数字处理的方法来提高测量数据的可靠性和完整性，即电力系统状态估计。通过状态估计，不仅可以降低测量误差，而且可以检测和识别不良数据。§5-4-1CDT方式的信息发送和接收一、发送程序CDT方式是循环同步的信息传送方式，并按国标通信规约进行，也就是说按规定好的帧信息模式，字信息格式发码。由第四章可知，CDT方式的通信格式是由同步字、控制字、信息字组成。每个信息字(遥测字、遥信字)的信息格式由功能码、数据位和循环校验码CRC组成，每个字都是48位，分组码为(48，40)。每帧信息中开头总是同步字SYN，我国规定为三组EB90H，在信息发送时首先要连发三遍EB90H，接着发送信息。这些信息如遥测量、遥信量，计算机在收集后，必须按顺序存放于某一内存区中，对遥测量要进行乘系数和BCD变换，对遥信量要进行变位判40别，如果有变位，必须建立标志，以便于它优先传送，另外还要加上点号、标志位、校核码CRC等。发送信息时，由同步串行通信接口自动地串行发出，发完后即向CPU发出中断请求，CPU在得到中断后，及时地将内存中的数据传送出去。这样连续不断地发送。发送时，首先发同步SYN，作为一帧的开始，然后发遥测遥信数据，如果在发送遥测时又发生遥信变位，则要暂停遥测量的传送，优先插入变位的遥信信号，并连发三遍，以保证调度端可靠地收到变位信息。送完后立即回到正常发送。一帧发完后，再发同步字，循环不止。二、信息接收程序主站接收分站发来的信息，首先要正确地检出同步，同步检出程序框图如图5-26所示。同步检出时，对48位同步字的出错，预先要规定一个数，如1位或2位，只要同步中的出错位数不大于规定值，就不算失步，而且要3帧均如此才算失步。同步字检出后，即进入接收信息程序。信息按字节接收，当接收完预定的字节后，就开始接收保护码CRC，CRC码接收完后说明整个一帧接收完毕，接着开始一个新的同步检测过程。AB帧开始48位符合同步码?否是否是信息字接收接由完吗?连接三帧吗?是是否否大于规定值吗?计算不一致的位数维护同步状态捕捉同步状态串口逐位搜索搜索到?命令SIO转入接收否是图5-26同步检出程序接收的信息为遥测、遥信等按次序放在RAM区中，这些信息要进行处理，遥测与遥信的处理方式是不一样的，正常的遥测与越限的遥测也是不同的。图5-27就是一种简单的遥测正常状态程序框图。图中遥信变位检查是将上次与这次的开关状态进行比较，当不一致时，即为变位。变位意味着系统的结构发生变化，或者继电保护动作，对运行人员而言是非常重要的事件。因此，它必须优先插入传送，而且连送三篇，以防差错。如果检查三遍中有二遍一致，，而且CRC也正确，就认为数据正确。遥信变位插入处理如图5-28所示。41正常信息字处理入口地址检验调用CRC检验程序通用信息字错误处理程序CRC有错?是是地址有错?否否返回否是是遥测字?遥信变位检查调用遥信变位输出程序遥测处理程序返回图5-27正常遥测遥信信息字处理程序框图图5-28遥信变位插入处理程序框图返回由遥信变位插入标志码转入置遥信变位标志调用CRC检验程序调用3取2核对子程序CRC有错?否有两遍相符?是调用通信信息字处理程序是否初始化置1RTU复位标志flag1=1#置2RTU复位标志flag2=1#flag1==1设1RTU死区设1RTU对时##请求1RTU全数据#flag2==2设2RTU死区设2RTU对时##请求2RTU全数据#请求1RTU变化数据1RTU复位Yflag1=1N请求2RTU变化数据2RTU复位Yflag2=1####定时到?Y1RTU对时或请求电度1RTU变位Yflag1=1N2RTU变位Yflag2=1####N2RTU对时或请求电度NNYNYN图5-29主站询问过程示例42§5-3-2Polling方式下主站与分站的问答过程Polling方式下信息传送的主动权在主站。主站可以要求分站传送某一个或某种类型的远动数据。分站只是被动地在接到命令后按要求将有关数据发往主站。因此主站对信息的传送有绝对控制权，并负有保证信息传送实时性的责任。如第四章所述，各种Polling规约在保证实时性上都采取了很多措施，如遥测越死区传送，设置RTU状态字节等。主站问答程序应充分利用这些特点，以发挥Polling方式的优势。值得注意的是，往往一条Polling信道上同时工作着多个共线的以Polling方式工作的RTU，主站在询问时应同时兼顾这多个RTU的实时性。象询问全数据报文这样占用较多信道时间的命令应该尽量少用，一般只是在主站或分站复位时才调用该命令。大多数情况下用传送变化数据报文替代。统计资料显示，这样大约使传送的信息量平均减少80%至90%。在任何一个命令应答完毕后，主站都应检查RTU状态，查看有无象YX变位等重要信息需要查询，若有则应立即查询这些重要信息。图5-29给出了两台RTU共线时主站的询问过程。在正常工作时，仅仅只请求两台RTU的变化数据而在定时时间到后(一般为10-30分钟)才转去处理一次电度等信息。图中没有考虑遥控遥调情况，但仿这个思路稍加改进就可以实现。§5-3-3状态估计的算法一、最小二乘估计法1.最小二乘法的概念对于某个状态x的真值进行测量时，一般都使仪表的测量值y与x之间是一个比例关系，即y=kx。任何仪表都有误差，设此误差为v，那么测量值与x之间的关系为：yhxv(5-1)最小二乘估计就是要求所得出的状态变量的估计值x,尽可能使其与测量值y之间的误差平方最小,如果误差v是白噪声分布的话,那么这种估计精度很高,因为白噪声分布的v的值为0。用公式表达就是：Jxyhxiijk()min()21(5-2)现在来举个例子说明它的物理意义。设有一个电路如图5-30所示，电路由一个电源和电阻R组成。由电路可以得出下列方程：UIR及WIR2如果电路参数，例如电阻R已知，那么通过电流表或电压表或功率表的测量，即可以求出其他电路参数。现在我们选用电流I作为状态量，并设R=1Ω，电路真值I=10A，当我们用一只电流表测量时得Iy=10.5A。显然电流测量有误差，如果只测一次，那么其他参数的测量，也存在同样的误差。如果再用一只电压表vAIR图5-30简章电路测量图E43测量一次电压，那么就可能减少这种误差。设测量电压为Uy=9.8V，那么就可以写出状态变量I的方程式：IIhUUIRIyiyyy()1最小二乘估计：JIII()min[(.)(.)]1059822令dJdI0得.,.IAUV102102。显然估计误差比只有电流测量值要小些。也就是说二次测量后估计值比较接近真值。2.最小二乘估计法的矩阵形式在明白了最小二乘法的基本概念后，我们就可以对n个随机变量x…构成的向量x，与之相关的m个(mn)随机变量yyym12,，建立下列线性方程：yHxv(5-3)式中：H是已知的m×n矩阵，v是误差向量，y是测量读值向量。根据最小二乘法的概念，设x表示所要求的x估计值，那么y的估计值就是yHx(5-4)其估计值的误差：yyy(5-5)如果估计目标为：JyyyHxyHxTT[][](5-6)求其最小值时，必须对x求导数且为零，可以求得：dJdxHyHxT[]20(5-7)()xHHHyTT1(5-8)注意H的阶数为m×n，因而HHT的阶数为n×n的方阵.这个方阵非奇异的充分必要条件是矩阵H应是满秩的，也就是说，H的m行中，应有n行是线性独立的。还应注意J对x的极大或极小值的必要条件。要求式(5-8)的解是极小值充分条件