[發(fā)明專利]電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)處理裝置及數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110030692.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102082576A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳衛(wèi);胡志琳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京博電新力電力系統(tǒng)儀器有限公司
• 主分類號: H03M7/30
• 分類號: H03M7/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)高級量測系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法、解壓縮方法和一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)處理裝置。

背景技術(shù)

隨著大量敏感性電子設(shè)備的應(yīng)用，當(dāng)前電網(wǎng)中電能質(zhì)量問題日益突出，電能質(zhì)量已成為供用電各方關(guān)注的熱點。為了對高頻暫態(tài)電能質(zhì)量信息進行完整的監(jiān)測，電能質(zhì)量檢測裝置需要采用很高的采樣頻率來連續(xù)記錄電能質(zhì)量信號，這就要求存儲并傳輸大量的數(shù)據(jù)。

此外，在目前的電力系統(tǒng)故障錄波方面，故障錄波器基本上都是采用數(shù)據(jù)直接存儲的方法，設(shè)備需要的存儲空間急劇增加，因此加重了數(shù)據(jù)存儲的負擔(dān)。同時，如此龐大的故障數(shù)據(jù)量向調(diào)度中心上傳時占用通道時間長，特別是當(dāng)多個站點同時上傳數(shù)據(jù)時容易造成數(shù)據(jù)通道阻塞。這使電力系統(tǒng)故障信號的存儲和傳輸面臨巨大的挑戰(zhàn)，同時過多的數(shù)據(jù)不僅增加了傳輸時間，也降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

為了解決這一系列的難題，必須采用壓縮技術(shù)對電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理。目前電能質(zhì)量信號壓縮算法有兩類：一類算法主要采用無損壓縮技術(shù)，用改進的LZW(Lemple-Ziv-Welch)算法實現(xiàn)WAMS過程數(shù)據(jù)的在線無損壓縮，壓縮比一般小于30％；另一類算法基于小波原理的有損壓縮方法來實現(xiàn)對電能質(zhì)量數(shù)據(jù)的壓縮，比如基于小波變換系數(shù)的門限方法等。試驗表明，壓縮精度在5％以內(nèi)時壓縮率可達到10倍以上。

發(fā)明內(nèi)容

(一)技術(shù)問題

本發(fā)明克服了目前電能質(zhì)量信號壓縮技術(shù)中重建精度低、壓縮率小的缺點，能夠提高電能質(zhì)量信號的重建精度和壓縮比率等。

(二)技術(shù)方案

一方面，本發(fā)明公開了一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法，包括以下步驟：

步驟1，對原始電能質(zhì)量信號進行濾波處理，消除所述原始電能質(zhì)量信號中混雜的噪聲信號，獲得原始動態(tài)信號；

步驟2，根據(jù)電能質(zhì)量分類，分割所述原始動態(tài)信號，形成一組信號幀集合，所述信號幀集合包含至少一個信號幀；

步驟3，基于每一所述信號幀對應(yīng)的電能質(zhì)量分類，對每一所述信號幀進行快速變換，獲得相應(yīng)的變換域內(nèi)的幀數(shù)據(jù)；

步驟4，對所述變換域內(nèi)的幀數(shù)據(jù)進行組織和存儲。

進一步，在對原始電能質(zhì)量信號進行濾波處理前，先設(shè)定壓縮參數(shù)，控制壓縮精度和壓縮比率。

本發(fā)明還公開了一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)解壓縮方法，包括以下步驟：

步驟1，讀取待解壓縮數(shù)據(jù)；

步驟2，識別所述待解壓縮數(shù)據(jù)對應(yīng)的電能質(zhì)量分類，

步驟3，對所述待解壓縮數(shù)據(jù)進行逆變換處理，獲得重建的原始動態(tài)信號，解壓完成。

另一方面，本發(fā)明公開了一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，包括依次相連的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、動態(tài)分幀模塊、變換處理模塊、數(shù)據(jù)組織和存儲模塊，和與所述動態(tài)分幀模塊相連的信號參考模塊，

所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊對電能質(zhì)量信號進行濾波處理，并將獲得的原始動態(tài)信號發(fā)送至所述動態(tài)分幀模塊；

所述信號參考模塊，用于存儲電能質(zhì)量分類；

所述動態(tài)分幀模塊，用于根據(jù)所述電能質(zhì)量分類，分割所述原始動態(tài)信號，并形成一組由至少一個信號幀組成的信號幀集合；

所述變換處理模塊，用于對所述信號幀進行快速變換處理，得到所述信號幀在變換域內(nèi)的幀數(shù)據(jù)，并將所述幀數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)組織和存儲模塊進行組織和存儲。

進一步，還包括一個壓縮精度比率控制模塊，所述壓縮精度比率控制模塊與所述變換處理模塊相連，通過所述壓縮精度比率控制模塊，設(shè)定壓縮參數(shù)，控制所述變換處理模塊的壓縮精度和壓縮比率。

進一步，還包括一個解壓縮模塊，所述解壓縮模塊用于將存儲于所述數(shù)據(jù)組織和存儲模塊中的壓縮數(shù)據(jù)進行解壓縮。

(三)有益效果

本發(fā)明針對電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量信號的特點來設(shè)計相應(yīng)的壓縮算法，在保證高信號重建精度的同時具有較大的壓縮率，可將壓縮比率提高至200倍以上。

附圖說明

圖1為一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法流程圖；

圖2為另一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法流程圖；

圖3為電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)解壓縮方法流程圖；

圖4為一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。

具體實施方式

本發(fā)明的電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法、解壓縮方法及電能質(zhì)量信號數(shù)據(jù)處理裝置，結(jié)合附圖和實施例詳細說明如下。

如圖1所示，本發(fā)明公開的一種電能質(zhì)量信號的數(shù)據(jù)壓縮存儲方法包括以下步驟：