[發(fā)明專利]一種適用于電力系統(tǒng)高速采樣計算的插值方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410295280.3
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104021314A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳彬;郭曉君;湯奕;魯針針
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，涉及對電力系統(tǒng)電量信號(電壓、電流)的高速固定采樣速率下的采樣插值技術(shù)。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)中電量(電壓、電流)信號高速采樣在容量計算、電能質(zhì)量等方面應(yīng)用越來越廣泛。對高速采樣計算中涉及到的采樣頻率需要根據(jù)電力系統(tǒng)的自有頻率的變化而變換，從而達到滿足要求的計算精度。目前，有兩種方式來處理該問題，一種是利用硬件鎖相環(huán)進行硬件鎖相，在根據(jù)實際需求動態(tài)改變采樣頻率，從而獲得正確的采樣數(shù)據(jù)；但其要求專門的硬件資源，同時在鎖相前需要配合專門的硬件測頻回路，濾波回路保證其正確性。另一種利用軟件方式實現(xiàn)鎖相，但數(shù)字信號處理器承載了大部分計算與控制工作，針對高速計算的情況由于其計算時間過長而得不到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種適用于電力系統(tǒng)高速采樣計算的插值方法。

該方法采用以下方案實現(xiàn)：一種適用于電力系統(tǒng)高速采樣計算的插值方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)設(shè)定固定的頻率范圍及頻率精度，設(shè)定采樣計數(shù)為SAM_CNT；硬件固定時刻的采樣值為S₀到S_n，判斷計算后的插值數(shù)據(jù)為D₀到D_n；令所有數(shù)據(jù)初始值為0；離線計算出程序執(zhí)行中所需的插值參數(shù)表，軟件在執(zhí)行過程中根據(jù)在線判斷結(jié)果調(diào)用離線固化的插值參數(shù)表；

(2)讀取采樣值數(shù)據(jù)S₀到S_n；

(3)讀取當前的系統(tǒng)頻率值F_c，當F_c＝F_s，進入步驟(6)；

(4)當系統(tǒng)當前頻率F_L<45Hz或F_c>F_H時，進入步驟(6)；其中F_L指設(shè)定的最小頻率，F(xiàn)_H指設(shè)定的最大頻率，F(xiàn)_C指當前的電力系統(tǒng)頻率；

(5)當系統(tǒng)當前頻率F_L≤F_c≤F_H時，根據(jù)F_c的值調(diào)用離線固化的插值參數(shù)表，采用以下插值算法D₀＝S₀；D₁＝(1-α)×S₁+α×S₂；D₂＝(1-2α)×S₂+2α×S₃，依次計算出N個插值數(shù)據(jù)，進入步驟(7)；

(6)D₀＝S₀；D₁＝S₁；D₂＝S₂；……D_n＝S_n；進入步驟(7)；

(7)采樣計數(shù)SAM_CNT加1；返回步驟(1)。

進一步地，所述離線計算出程序執(zhí)行中所需的插值參數(shù)表，軟件在執(zhí)行過程中根據(jù)在線判斷結(jié)果調(diào)用離線固化的插值參數(shù)表的具體過程包括以下步驟：

(31)初始設(shè)定：設(shè)定每個周波采樣點數(shù)為N，設(shè)電力系統(tǒng)標準頻率為F_s，其對應(yīng)的采樣周期為T_s，有T_s＝1/F_s/N；設(shè)定當前的電力系統(tǒng)頻率為F_c，其對應(yīng)的采樣周期為T_c，有T_c＝1/F_c/N；采樣周期與系統(tǒng)周期的差值為ΔT＝|T_c-T_s|；

(32)表數(shù)計算：根據(jù)線性插值公式y(tǒng)(n)＝(1-α)y(n-1)+αy(n+1)，其中y(n-1)為需要插值的數(shù)據(jù)前一個固定時刻采樣點，y(n+1)為需要插值的數(shù)據(jù)后一個固定時刻采樣點，α是一個插值計算參數(shù)，其隨不同的系統(tǒng)頻率及不同采樣時刻而不同，因此需要離線設(shè)計插值參數(shù)表T；離線計算的插值參數(shù)表共計(F_H-F_L)/ΔF張；