本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種電力二次設(shè)備同步信號自學習方法與系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端兩部分，發(fā)送端按照預設(shè)時間間隔發(fā)送同步信號，接收端在本地完成同步信號特征學習，并根據(jù)學習結(jié)果產(chǎn)生本地同步信號，與發(fā)送端保持同步。當通信鏈路上同步信號出現(xiàn)偶發(fā)故障時，接收端使用歷史同步信號特征來產(chǎn)生本地同步信號，并保持與發(fā)送端的同步，從而有效地提高多裝置、多插件間的同步抗干擾性能，并保證通信鏈路上同步信號出現(xiàn)偶發(fā)故障時不影響系統(tǒng)同步，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行性能。
1、在電力系統(tǒng)中，由于復雜的電磁環(huán)境和干擾，不同設(shè)備之間的時鐘頻率和相位可能出現(xiàn)偏差，導致設(shè)備之間的同步出現(xiàn)偏差和錯位，影響系統(tǒng)的正常運行。因此二次設(shè)備(例如繼電保護、自動化控制、計量計算等設(shè)備)需要進行同步操作，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。
2、傳統(tǒng)的電力二次設(shè)備同步控制方法一般是基于硬脈沖同步信號，即發(fā)送端發(fā)出固定的硬脈沖信號，接收端通過識別硬脈沖信號來實現(xiàn)同步控制。然而，在復雜的電磁環(huán)境下，硬脈沖信號易受干擾和衰減，導致同步控制出現(xiàn)故障，影響設(shè)備的穩(wěn)定運行。此外，隨著電力系統(tǒng)的智能化、自動化程度越來越高，以及新興技術(shù)和電子設(shè)備在電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，硬脈沖時鐘同步技術(shù)已經(jīng)很難滿足新電子設(shè)備對時鐘精度的要求。
3、而一些先進的同步技術(shù)已經(jīng)被提出，包括基于gps的時鐘同步技術(shù)和基于ieee1588協(xié)議的ptp同步技術(shù)等。gps時鐘同步系統(tǒng)的主要組成部分為電源、人機交換系統(tǒng)、衛(wèi)星信號系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、cpu系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)等。其應(yīng)用原理為通過系統(tǒng)的rs232接口接收衛(wèi)星信號，然后衛(wèi)星信號由cpu中央處理單元進行規(guī)約轉(zhuǎn)換成符合要求的時間信息，最后由輸出系統(tǒng)進行輸出。
4、基于ieee1588協(xié)議的ptp同步技術(shù)可以不經(jīng)過衛(wèi)星而直接將局域網(wǎng)內(nèi)的若干設(shè)備時間基準同步到很高的精度(亞微秒級)，具有更強的獨立性和可靠性。然而，這些技術(shù)需要特殊的設(shè)備和系統(tǒng)支持，并且需要進行復雜的配置和管理，成本較高。
>5、現(xiàn)有技術(shù)中，雖然也有一些利用fpga實現(xiàn)同步控制的方法，但大多數(shù)方法都是基于固定頻率的同步信號，無法適應(yīng)復雜電磁環(huán)境，同步錯誤率高，而且無法解決在通信鏈路上同步信號出現(xiàn)偶發(fā)故障的問題，缺乏自適應(yīng)性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種電力二次設(shè)備同步信號自學習方法與系統(tǒng)，能夠降低同步錯誤率，而且解決在通信鏈路上同步信號出現(xiàn)偶發(fā)故障的問題，提高自適應(yīng)性。
2、本專利技術(shù)采用如下的技術(shù)方案。
3、本專利技術(shù)的第一方面提供了一種電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，包括：
4、接收端接收同步信號，所述同步信號是發(fā)送端經(jīng)與發(fā)送端相連接的通信鏈路發(fā)送給接收端的；
5、接收端對同步信號進行特征學習，并根據(jù)學習結(jié)果生成本地同步信號；
6、接收端檢測通信鏈路上同步信號是否出現(xiàn)故障，當通信鏈路上同步信號出現(xiàn)故障時自動切換至本地同步狀態(tài)，將本地同步信號發(fā)送至進行同步控制的電力二次設(shè)備上，直至接收端正確接收到同步信號。
7、可選地，所述接收端對同步信號進行特征學習，并根據(jù)學習結(jié)果生成本地同步信號包括：
8、接收端對同步信號進行采樣，提取同步信號的時間戳并提取同步信號的特征，所述特征包括同步信號的頻率、占空比、幅值和相位中的部分或全部；
9、接收端將提取的特征與本地保存的同步信號特征進行比對并學習；
10、接收端每隔預設(shè)時間產(chǎn)生本地同步信號，根據(jù)學習結(jié)果對預設(shè)時間和本地同步信號進行修正，得到修正后的本地同步信號。
11、可選地，所述接收端將提取的特征與本地保存的同步信號特征進行比對并學習包括：
12、接收端對本地保存的同步信號特征進行建模，所述模型用于描述同步信號的頻率、相位和幅值的變化規(guī)律；
13、接收端將提取的特征與預設(shè)時間范圍內(nèi)的本地保存的同步信號特征進行比對；
14、根據(jù)比對結(jié)果更新模型。
15、可選地，所述接收端對本地保存的同步信號特征進行建模，包括：
16、構(gòu)建lstm深度學習模型學習同步信號特征變化規(guī)律，預測下一時刻同步信號的頻率、占空比、幅值和相位；
17、在lstm深度學習模型訓練過程中，將同步信號的歷史特征數(shù)據(jù)以活動窗口方式生成時間序列，將每n個時間步的歷史特征向量作為lstm深度學習模型的輸入，下一時刻同步信號的頻率、占空比、幅值和相位作為輸出，并使用均方差誤差作為損失函數(shù)，基于梯度下降方法調(diào)整lstm深度學習模型的參數(shù)，獲得最優(yōu)lstm深度學習模型。
18、可選地，所述接收端每隔預設(shè)時間產(chǎn)生本地同步信號，根據(jù)學習結(jié)果對預設(shè)時間和本地同步信號進行修正，得到修正后的本地同步信號，包括：
19、計算學習結(jié)果中同步信號頻率與本地同步信號頻率之間的差異δf和學習結(jié)果中同步信號相位與本地同步信號相位之間的差異δφ；
20、如果頻率偏差δf>δfthreshold，接收端增加產(chǎn)生本地同步信號的預設(shè)時間，如果頻率偏差δf<-δfthreshold，接收端縮短產(chǎn)生本地同步信號的預設(shè)時間，其中δfthreshold為頻率偏差閾值；
21、如果相位偏差δφ>δφthreshold，接收端基于相位偏差增加本地同步信號的相位，如果相位偏差δφ<-δφthreshold，接收端基于相位偏差減少本地同步信號的相位，其中δφthreshold為相位偏差閾值。
22、可選地，所述當通信鏈路上同步信號出現(xiàn)故障時自動切換至本地同步狀態(tài)，包括：
23、根據(jù)當前本地同步信號的特征，設(shè)置接收端輸出端口的電平；
24、電力二次設(shè)備接收輸出端口的電平，與發(fā)送端保持同步。
25、可選地，當接收端預設(shè)時間段內(nèi)檢測到通信鏈路上同步信號出現(xiàn)故障的次數(shù)超過設(shè)定的次數(shù)閾值時自動切換到本地同步狀態(tài)。
26、本專利技術(shù)的第二方面提供了一種電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
27、通信鏈路，與發(fā)送端和接收端連接，用于傳輸發(fā)送端發(fā)送的同步信號；
28、發(fā)送端，用于按照預設(shè)時間間隔發(fā)送同步信號；
29、接收端，用于經(jīng)過與發(fā)送端連接的通信鏈路接收來自發(fā)送端的同步信號，在接收端本地完成同步信號特征學習，并根據(jù)學習結(jié)果生成本地同步信號，與發(fā)送端保持同步；
30、接收端與進行同步控制的電力二次設(shè)備相連接，用于當通信鏈路上同步信號出現(xiàn)故障時自動切換至本地同步狀態(tài)，將本地同步信號發(fā)送至進行同步控制的電力二次設(shè)備上，直至接收端正確接收到同步信號。
31、可選地，所述發(fā)送端和接收端為微處理器、芯片、fpga中的一種或幾種。
32、可選地，發(fā)送端包括：
33、同步信號發(fā)生器，用于生成同步信號；
34、所述同步信號發(fā)生器包括時鐘輸入、計時器模塊、時間間隔參數(shù)寄存器和同步信號輸出，所述計時器模塊用于定時發(fā)送同步信號，所述時間間隔參數(shù)寄存器用于存儲發(fā)送端的預設(shè)時間間隔；
35、發(fā)送接口，用于根據(jù)預設(shè)時間時間間隔發(fā)送同步信號；
36、將時間間隔參數(shù)寫入寄存器，啟動計時器模塊開始計時，當計時器模塊達到預設(shè)時間間隔時，計時器模塊觸發(fā)同步信號的發(fā)送操作。
37、可選地，接收端包括：
38、同步信號接收器，用于接收本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
8.一種利用權(quán)利要求1至7任一項電力二次設(shè)備同步信號自學習方法的電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，其特征在于：
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，其特征在于：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習系統(tǒng)，其特征在于：
13.一種電子設(shè)備，包括處理器及存儲介質(zhì)，其特征在于：
14.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項所述電力二次設(shè)備同步信號自學習方法的步驟。
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力二次設(shè)備同步信號自學習方法，其特征在于：
8.一種利用權(quán)利要求1至7任一項電力二次設(shè)備同步信號自學習方...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁博，姜雷，夏雨，徐建松，徐陸通，章天平，
申請(專利權(quán))人：國電南瑞科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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