[發(fā)明專利]一種基于擾動指示器的故障錄波數(shù)據(jù)壓縮方法

有效

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• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102520227A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 安林;賈浩;王皓盈;李鋼;石秋生;李承運;徐聰
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01R13/00
• 分類號: G01R13/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領域，本發(fā)明涉及一種基于交流量和開關量輸入信號擾動指示器的故障錄波數(shù)據(jù)實時壓縮方法。

背景技術

故障錄波數(shù)據(jù)是供配電系統(tǒng)進行故障分析與診斷的重要信息，但很多工程技術或電力調度人員都經歷過在故障發(fā)生后遲遲召喚不了錄波的事情，給事故分析處理造成了困難，通信方式的傳輸速率或效率低下與故障數(shù)據(jù)量大是造成這一現(xiàn)象的主要原因。此外，產品研發(fā)人員有時會遇到工程或市場人員這樣的問題：故障錄波存儲次數(shù)能否再提高一下？這是事故追憶與產品競爭需要。于是許多新一代產品在開發(fā)之初就采用大容量存儲器件，產品的制造成本上升，產品的市場競爭力反而有所降低。

要解決以上問題，人們自然想到了對錄波數(shù)據(jù)進行壓縮處理，十多年來有一批學者、研究人員在該方向進行了大量的研究，如《數(shù)據(jù)壓縮技術在電力系統(tǒng)通信中的應用》（電力自動化設備?1999年6月?第19卷第3期第32頁）、《基于提升算法的電力系統(tǒng)故障錄波數(shù)據(jù)壓縮新方案》（電力系統(tǒng)自動化?2005年3月?第29卷第5期第74頁）、《超高壓電網故障與振蕩信號識別及故障錄波數(shù)據(jù)壓縮新方案研究》（上海交通大學碩士學位論文?2006年1月）等文獻。盡管人們進行了諸多有效的研究，但錄波數(shù)據(jù)的壓縮技術并沒有很好的普及、應用，主要原因一是現(xiàn)有壓縮算法基本上夠比較復雜，例如運用了離散小波包以及連續(xù)小波分解、自適應哈夫曼數(shù)據(jù)壓縮與解壓等方法，算法運算量較大，同時也消耗了較多的CPU資源；二是擾動信號有損失，丟掉了部分的有用信息；三是壓縮比在多數(shù)情況下不夠高；四是廠站方的錄波設備和主站調度設備經常由不同的廠家提供，錄波數(shù)據(jù)的實時壓縮與解壓縮過程的可逆性有可能得不到保證。

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發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種解決上述問題的方案，提供一種基于交流量和開關量輸入信號擾動指示器的故障錄波數(shù)據(jù)實時壓縮方法，方法易于使用，實時性強，信號失真度小且能獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮效率。

本發(fā)明的技術方案是提供一種一種基于擾動指示器的故障錄波數(shù)據(jù)壓縮方法，其包括以下步驟：

1）根據(jù)實時采集的交流信號采樣數(shù)據(jù)計算交流信號擾動指示器的特征值，根據(jù)實時采集的開關量采樣數(shù)據(jù)計算開關量擾動指示器的特征值；

2）將所述交流信號和所述開關量的實時數(shù)據(jù)壓縮后存入緩存，其特征在于：當所述步驟1）中交流信號擾動指示器特征值大于等于所述設定值時，故障錄波向前追溯5ms開始并自適應采用原始信號或一階差分壓縮算法或二階差分壓縮算法來記錄交流信號數(shù)據(jù)；當所述擾動指示器特征值小于所述設定值并持續(xù)5ms時，故障錄波僅存儲一段時間內交流信號的平均有效值。

優(yōu)選的，所述步驟1）中故障錄波僅記錄非零的開關量。

優(yōu)選的，步驟2）中自適應采用原始信號、一階差分壓縮算法或二階差分壓縮算法壓縮交流信號的實時數(shù)據(jù)；其中，以相鄰數(shù)據(jù)間的差分為一階差分數(shù)據(jù)，相鄰所述一階差分數(shù)據(jù)的差分為二階差分數(shù)據(jù)，所述一階差分壓縮算法僅記錄所述一階差分數(shù)據(jù)；所述二階差分壓縮算法僅記錄所述二階差分數(shù)據(jù)；當所述二階差分數(shù)據(jù)連續(xù)10ms以上在[-128，127]區(qū)間內時則采用所述二階差分算法，否則如所述一階差分數(shù)據(jù)連續(xù)10ms以上在[-128，127]區(qū)間內時則采用所述一階差分算法，否則記錄交流信號的原始數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，將錄波數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域分為實時緩存區(qū)和歷史紀錄區(qū)，所述實時緩存區(qū)劃分為三個單元，其中一個單元按采樣點序號存儲未經壓縮的實時數(shù)據(jù)，一個單元按照通道序號存儲壓縮數(shù)據(jù)，還有一個單元用于記錄壓縮格式，用于故障錄波數(shù)據(jù)的解壓縮。

優(yōu)選的，所述交流信號擾動指示器用于監(jiān)測交流信號中的一個電壓或電流通道，其值可用下式表示：

其中A1、A2、A3、A5分別為被監(jiān)測交流通道的1、2、3、5次諧波有效值，當A1小于被監(jiān)測交流通道額定值的0.1倍時，Sa為0。

優(yōu)選的，所述開關信號擾動指示器用于監(jiān)視所有開關量信號是否有變化，其值可用下式表示：

其中W代表按位存儲的開關量存儲字，下標old與new分別表示前后兩個時刻,為異或運算符。

本發(fā)明的一種基于擾動指示器的故障錄波數(shù)據(jù)壓縮方法通過改進壓縮算法，易于使用，實時性強，信號失真度小且能獲得較高的數(shù)據(jù)壓縮效率。

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具體實施方式

下面對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的描述。

首先介紹本發(fā)明中的信號擾動指示器。