[發明專利]電力數據的采集及處理方法

無效

• 申請號: 200810061983.4
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101295324A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 鐘發榮;潘竹生
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G06F17/40
• 分類號: G06F17/40
• 代理公司: 金華科源專利事務所有限公司
• 代理人: 黃飛

技術領域

本發明屬于電力自動化測控技術類，具體是一種電力數據的采集及處理方法。

背景技術

數據采集是獲取信息的重要手段，在已有應用系統中，往往借助各類傳感器，在控制器或處理器的協調下完成采樣。由于采集部件和處理部件緊密耦合，已有系統的靈活性、通用性較差，不便于系統升級和功能擴展；而基于通用數據采集卡完成采樣與處理，雖然解決了復雜計算和系統升級問題，但存在以下不足：①難以滿足電力系統對實時性、高精度、多變的采樣頻率和采樣時間的要求；②通用數據采集卡只負責數據采集，不具備信號處理能力，或是具有一定的信號處理能力，但控制處理算法不可配置，二次開發成本高；③軟硬件固化設計導致系統升級和功能擴展的成本直線上升；④數據分析依賴計算機，工作環境受到限制。電力系統自動化、信息化的進一步發展，要求相關監測監控設備滿足測量精度、工作環境不受限制的同時，還要求在系統升級和功能擴展方面提供支持。已有的電力數據采集及處理方法，難以滿足以上要求。隨著嵌入式技術的發展和數字信號處理技術的成熟，基于高性能嵌入式處理器和實時嵌入式操作系統，定制專用的同步采樣方法，配備算法調配模塊來實現電力數據采集與處理的這一方法，將解決現有方法的諸多不足，提供系統升級和功能擴展的可靠平臺，提升電力監測和監控自動化、信息化水平，并為相關新設備的設計開發提供新的思路和解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術和方法的不足，公開一種專為電力監測監控儀器儀表設計、能實時采樣、快速處理的集數據采集與信號處理于一體的電力數據的采集及處理方法。

本發明包括硬件平臺設計、自適應周期變化的同步采樣方法研制以及高可配置軟件算法實現三大部分。

本發明的技術方案如下：

本發明為電力數據的采集及處理方法，其特征在于：采用高性能嵌入式處理器DSP+ARM架構，在采集處理端和控制端分別基于DSP/BIOS和嵌入式Linux部署軟件設施，同時采用同步采樣方法，配置算法調配模塊實現電力數據的采集與處理。

本發明采用先進的嵌入式系統技術，構建基于DSP和ARM的電力數據采集與處理的硬件平臺，其中DSP處理計算密集型任務，完成數據采集和信號處理；而以ARM為核心的控制模塊完成實時性要求不高的系統任務，如系統配置管理、人機交互、通信等。

本發明在高性能硬件平臺基礎上，采集處理端和控制端分別基于DSP/BIOS和嵌入式Linux部署軟件設施，增強實時性，實現高效靈活控制。在采樣控制程序中，采用定制自適應周期變化的同步采樣方法，確保原始數據的采樣精度，減少信號處理時的頻譜泄露，提高信號分析精度；設置算法調配模塊，獲得軟件高度可配置；預留信號處理算法接口，便于算法擴展，增強系統通用性。

本發明針對電力監測監控系統的儀器儀表專門設計，能完成多通道高精度同步采樣，集數據采集與信號處理于一體，控制處理算法高度可配置，適用于以電壓電流值為原始數據的電力自動化測控領域。本發明科學合理，在滿足高精度的前提下，具有通用性，并為新型監測監控裝置的設計與開發提供可靠的解決方案，適應電力系統自動化、信息化的發展要求。

附圖說明

圖1是本發明原理框圖。

圖2是數據采集模塊硬件結構圖。

圖3是最佳采樣時刻計算示意圖。

圖4是同步采樣流程圖。

圖5是數據采集與處理的軟件模塊圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明具體方法作一詳細描述。

通用的電力數據的采集及處理方法，包括信號變送、數據采集與處理、信號分析與診斷三個部分，其中數據采集與處理是核心。如圖1所示，本發明電壓電流信號在同步算法的控制下，經過高精靈敏傳感器1(包括電流傳感器、電壓傳感器)、調理電路2將信號變送到基于DSP的數據采集與處理模塊3，調用FFT、小波變換等算法模塊4、數字濾波、誤差修補和標度變換模塊5中合適的算法分析計算并存儲相關結果，等待基于ARM和嵌入式操作系統的控制模塊6調用。該控制模塊選用ARM9為處理器，一方面提供足夠的計算能力，完成數據分析處理模塊9；另一方面利用其豐富的外圍接口，實現友好的人機接口，實現顯示模塊7、鍵盤輸入模塊8、遠程通訊模塊10、數據存儲模塊11、聲光報警模塊12等功能。