[發明專利]電能質量信號的數據處理裝置及數據壓縮和解壓縮方法

無效

• 申請號: 201110030692.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102082576A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 陳衛;胡志琳
• 申請（專利權）人: 北京博電新力電力系統儀器有限公司
• 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

技術領域

本發明屬于智能電網高級量測系統的技術領域，特別是涉及一種電能質量信號的數據壓縮存儲方法、解壓縮方法和一種電能質量信號的數據處理裝置。

背景技術

隨著大量敏感性電子設備的應用，當前電網中電能質量問題日益突出，電能質量已成為供用電各方關注的熱點。為了對高頻暫態電能質量信息進行完整的監測，電能質量檢測裝置需要采用很高的采樣頻率來連續記錄電能質量信號，這就要求存儲并傳輸大量的數據。

此外，在目前的電力系統故障錄波方面，故障錄波器基本上都是采用數據直接存儲的方法，設備需要的存儲空間急劇增加，因此加重了數據存儲的負擔。同時，如此龐大的故障數據量向調度中心上傳時占用通道時間長，特別是當多個站點同時上傳數據時容易造成數據通道阻塞。這使電力系統故障信號的存儲和傳輸面臨巨大的挑戰，同時過多的數據不僅增加了傳輸時間，也降低了數據傳輸的可靠性。

為了解決這一系列的難題，必須采用壓縮技術對電能質量監測數據進行處理。目前電能質量信號壓縮算法有兩類：一類算法主要采用無損壓縮技術，用改進的LZW(Lemple-Ziv-Welch)算法實現WAMS過程數據的在線無損壓縮，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對電能質量數據的壓縮，比如基于小波變換系數的門限方法等。試驗表明，壓縮精度在5％以內時壓縮率可達到10倍以上。

發明內容

(一)技術問題

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

(二)技術方案

一方面，本發明公開了一種電能質量信號的數據壓縮存儲方法，包括以下步驟：

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

步驟2，根據電能質量分類，分割所述原始動態信號，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的電能質量分類，對每一所述信號幀進行快速變換，獲得相應的變換域內的幀數據；

步驟4，對所述變換域內的幀數據進行組織和存儲。

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

本發明還公開了一種電能質量信號的數據解壓縮方法，包括以下步驟：

步驟1，讀取待解壓縮數據；

步驟2，識別所述待解壓縮數據對應的電能質量分類，

步驟3，對所述待解壓縮數據進行逆變換處理，獲得重建的原始動態信號，解壓完成。

另一方面，本發明公開了一種電能質量信號的數據處理裝置，其特征在于，包括依次相連的數據預處理模塊、動態分幀模塊、變換處理模塊、數據組織和存儲模塊，和與所述動態分幀模塊相連的信號參考模塊，

所述數據預處理模塊對電能質量信號進行濾波處理，并將獲得的原始動態信號發送至所述動態分幀模塊；

所述信號參考模塊，用于存儲電能質量分類；

所述動態分幀模塊，用于根據所述電能質量分類，分割所述原始動態信號，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的幀數據，并將所述幀數據發送至所述數據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，設定壓縮參數，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據組織和存儲模塊中的壓縮數據進行解壓縮。

(三)有益效果

本發明針對電力系統中電能質量信號的特點來設計相應的壓縮算法，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為一種電能質量信號的數據壓縮存儲方法流程圖；

圖2為另一種電能質量信號的數據壓縮存儲方法流程圖；

圖3為電能質量信號的數據解壓縮方法流程圖；

圖4為一種電能質量信號的數據處理裝置結構構圖。

具體實施方式

本發明的電能質量信號的數據壓縮存儲方法、解壓縮方法及電能質量信號數據處理裝置，結合附圖和實施例詳細說明如下。

如圖1所示，本發明公開的一種電能質量信號的數據壓縮存儲方法包括以下步驟：