[發(fā)明專利]一種適用于配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611209130.1
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106790550B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宇雷;嚴(yán)飛;馬嘉;尹婷;趙小娟;肖萌萌;勞斯佳;何櫻;劉洋;王少榮
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所 42208
• 代理人: 吳曉穎

1.一種適用于配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)，其特征是：包括參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元、數(shù)據(jù)殘差計算單元、改進的RLE行程編碼單元、HUFFMAN編碼單元；

所述參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元依據(jù)配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的當(dāng)前值，并通過計算配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)當(dāng)前值與參考值之間的差值比例，判斷配電網(wǎng)所處的狀態(tài)，更新參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列；

所述數(shù)據(jù)殘差計算單元使用參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元輸出的參考數(shù)據(jù)列，計算配電網(wǎng)當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)與參考監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的差值，得到數(shù)據(jù)殘差序列；

所述改進的RLE行程編碼單元對數(shù)據(jù)殘差序列進行重排序，按順序依次取出所有數(shù)據(jù)殘差的最高位bit，組成數(shù)據(jù)殘差最高位bit序列，然后依次取出所有數(shù)據(jù)殘差的次高位bit并接在數(shù)據(jù)殘差最高位bit序列之后，如此反復(fù)操作，直至取完數(shù)據(jù)殘差序列的所有bit，按8bit一個字節(jié)重新構(gòu)成字節(jié)數(shù)據(jù)，執(zhí)行改進的RLE行程編碼并輸出壓縮數(shù)據(jù)序列；其中，改進的RLE行程編碼方案如下：

S1，定義3個及以上的連續(xù)且重復(fù)出現(xiàn)的字節(jié)為連續(xù)重復(fù)字節(jié)；

S2，除為連續(xù)重復(fù)字節(jié)的情況外，任一字節(jié)皆為連續(xù)非重復(fù)字節(jié)；

S3，定義數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)與數(shù)據(jù)值字節(jié)；數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)的最高位表示數(shù)據(jù)為連續(xù)重復(fù)字節(jié)或連續(xù)非重復(fù)字節(jié)，次高位表示是否擴展數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)，若不擴展，則數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)為一個字節(jié)，若擴展，則數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)的低6位表示擴展幾個字節(jié)；

S4，定義RLE行程編碼的格式為數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)在前，數(shù)據(jù)值字節(jié)在后，即每組數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)后必然跟隨一組數(shù)據(jù)值字節(jié)；

S5，當(dāng)連續(xù)重復(fù)字節(jié)或連續(xù)非重復(fù)字節(jié)的連續(xù)長度小于或等于64時，數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)不擴展，長度為1，且低6位表示連續(xù)重復(fù)字節(jié)或連續(xù)非重復(fù)字節(jié)的連續(xù)長度；當(dāng)連續(xù)重復(fù)字節(jié)或連續(xù)非重復(fù)字節(jié)的連續(xù)長度大于64時，數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)擴展，其后擴展的字節(jié)表示連續(xù)重復(fù)字節(jié)或連續(xù)非重復(fù)字節(jié)的連續(xù)長度；

S6，當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)重復(fù)字節(jié)時，數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)后只跟隨一個數(shù)據(jù)值字節(jié)，數(shù)據(jù)值為連續(xù)重復(fù)字節(jié)的值；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)非重復(fù)字節(jié)時，數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)后跟隨長度為數(shù)據(jù)控制信息字節(jié)所指示長度的數(shù)據(jù)值字節(jié)，即為對應(yīng)的連續(xù)非重復(fù)字節(jié)；

所述HUFFMAN編碼單元在改進的RLE行程編碼的基礎(chǔ)上對配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進一步壓縮，當(dāng)采用HUFFMAN編碼后需要傳輸?shù)目傋止?jié)數(shù)不小于改進的RLE行程編碼后總字節(jié)數(shù)的95%，則不采用HUFFMAN編碼而是直接傳輸改進的RLE行程編碼后的數(shù)據(jù)；當(dāng)一個配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)節(jié)點只包含較少的監(jiān)測對象時，即數(shù)據(jù)殘差序列較短，會容易出現(xiàn)HUFFMAN編碼表開銷較大的情況，為了解決這個問題，當(dāng)配電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)下時，無需重新編碼HUFFMAN編碼表，使用已儲存的HUFFMAN編碼表，為每個編碼表設(shè)置最大壽命，以增強容錯；配電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)過渡狀態(tài)時，加快已儲存的HUFFMAN編碼表的壽命消減速度；配電網(wǎng)處于暫態(tài)時，為每次監(jiān)測數(shù)據(jù)編碼HUFFMAN編碼表。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)，其特征是：所述參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元用于更新參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列，更新后的參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列用于下一次的數(shù)據(jù)殘差計算而不是本次數(shù)據(jù)殘差計算；參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元通過計算配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)中諧波分量的占比，判斷配電網(wǎng)是否處于暫態(tài)，若諧波占比高于閾值T1，則說明配電網(wǎng)處于暫態(tài)，將當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)加入?yún)⒖急O(jiān)測數(shù)據(jù)列，并刪除與當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)差值最大的參考監(jiān)測數(shù)據(jù)；如果依據(jù)諧波占比得出配電網(wǎng)不處于暫態(tài)狀態(tài)，則計算當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)與參考監(jiān)測數(shù)據(jù)的差值比例，每一個參考監(jiān)測數(shù)據(jù)都需要計算，若差值大比例于閾值T2，則說明配電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)過渡狀態(tài)，則將當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)加入?yún)⒖急O(jiān)測數(shù)據(jù)列中，并刪除距離當(dāng)前時刻最遠(yuǎn)的參考監(jiān)測數(shù)據(jù)；當(dāng)配電網(wǎng)處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時，將當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)加入?yún)⒖急O(jiān)測數(shù)據(jù)列中，并計算各個參考監(jiān)測數(shù)據(jù)與參考監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值的差值，刪除差值絕對值最大的參考監(jiān)測數(shù)據(jù)；其中T1取0.1~0.3，T2取0.1~0.5，具體取值依據(jù)實際工作場景而定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于配電網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)，其特征是：所述數(shù)據(jù)殘差計算單元使用參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列更新單元上一次輸出的參考監(jiān)測數(shù)據(jù)列，計算配電網(wǎng)當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)與每一個參考監(jiān)測數(shù)據(jù)之間的差值，選取其中絕對值之和最小的差值，取絕對值左移一位，并將符號保存入最低位作為數(shù)據(jù)殘差，輸出數(shù)據(jù)殘差序列的同時輸出參考監(jiān)測數(shù)據(jù)的索引。