[發明專利]測量響應時間可調的電力信號數字濾波方法

在審

• 申請號: 201610093440.5
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105743462A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 徐國明;曹達;張益;錢耶兵
• 申請（專利權）人: 浙江涵普電力科技有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 李伊飏

技術領域

本發明屬于電力系統領域，涉及一種電力信號測量響應時間可調的數字濾波方法。

背景技術

隨著現代電力系統的不斷發展，電力需求越來越大，電力環境越來越復雜，對現代電力系統的穩定運行提出了更高要求，其中電力信號監控中的數字濾波也在不斷改進。本發明所述的數字濾波主要針對電力系統中信號采樣值在變送輸出前的處理。通常而言，在電力信號的變送輸出中，響應時間和濾波效果并重是目前解決的核心和難點。電力信號的數字濾波中，電信號被采樣電路轉化成采樣值后，將N個采樣值組成一個采樣值隊列，對采樣值隊列進行累加平均計算，用這個計算值通過電路變化輸出，這樣本次采樣值相對上次輸出值的波動被均分為在分布式發電系統中，有時候需要很快的響應時間保證獲得信號有很好的實時性，有時候需要有更平滑的波形以適應本身功率調整的緩慢，而電力系統的環境決定了電力信號容易出現瞬態脈沖干擾。因此，在采樣值轉換成電流輸出之前，需要一個響應速度快、波形平滑、又能很好濾除脈沖干擾的濾波方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電力信號測量響應時間可調的數字濾波方法，其利用對檢測到的電力信號瞬態脈沖計數來濾除此干擾，對信號波動幅度可調保證脈沖干擾判斷的靈活性。另外對采樣隊列長度N和波動超限次數上限J可配置來調整響應時間，保證了響應時間和濾波的不同需要。

為達到以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種測量響應時間可調的電力信號數字濾波方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取信號采樣值W₁、W₂、……、W_n、W_n+1；

步驟2：計算本次采樣值W_n+1和上次輸出信號值WP_n之差，判斷是否超過限定值，如果這個差超過波動限定值Wk，將連續波動次數M加1，如果未超過波動限定值則將M清0；其中記錄|Wn+1-Wpn|＞Wk的連續次數，記為連續波動次數M；

步驟3：判斷M值是否大于0并且小于波動超限次數上限J，如果判定為“是”就丟棄本次采樣值，如果判定為“否”則將本次采樣值代替N個采樣值組成隊列里的最舊值，并計算隊列的累加平均值，作為新的輸出信號值。其中波動超限次數上限J為預設的一個常數；

步驟4：通過判斷信號波動情況，得到最終的輸出信號值WP_n+1。經過多次循環上述步驟1-4，則得到輸出信號值集合，每次輸出的信號分別為WP₁、WP₂、……、WP_n、WP_n+1。

進一步，步驟1具體包括，通過傳感器獲取電力線纜上的信號，并將該信號調制為一定范圍的弱電信號，經過換算得到本次采樣信號W_n+1。

進一步，步驟2中，兩個采樣值的差的波動限定值Wk為可設置值，作為信號的波動限定值，判斷(W_n+1-WP_n)的絕對值是否大于波動限定值Wk，并記錄|Wn+1-Wpn|＞Wk的連續次數，記為連續波動次數M。

進一步，步驟3，判斷連續波動次數M是否達到波動超限次數上限J，當M等于J，判斷是真實信號而非干擾信號，等同于M＝0的操作，進行滑動累加平均計算并將M清零。滑動累加平均具體為，將本次采樣信號W_n+1加入長度為N的采樣值信號隊列[W₁,W₂,W₃…W_n-1,W_n]，信號隊列變成[W_n+1,W₂,W₃…W_n-1,W_n]，并計算出累加平均值WP_n+1作為輸出信號。J和N都可配置，其大小共同決定了濾波的速度。J＝0，N＝1的時候，采樣值直接進入第二步操作，不經過濾波，響應實時性最好。