[發明專利]一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法

有效

• 申請號: 201810075890.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108226682B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 郭磊;黃景輝;吳孝彬;余招軍;江偉;王軍鋒;趙暉;梁安韜;徐士華
• 申請（專利權）人: 福建奧通邁勝電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H03M7/30
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明公開一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法。本算法主要面向新型具備錄波功能的故障指示器低功耗、高實時性傳輸錄波波形的需求，結合了傳統位寬壓縮、差分壓縮的方式，利用波形重復性特征最大化無損失壓縮波形數據量。此算法創新性的采用了多種最優的組合方式，并發明了前后波性差分的壓縮算法，將每個波形獨立為單獨的數據塊，以減少波形時間線上最大、最小值對整個壓縮質量的干擾。此算法具有無損失、低功耗、壓縮程度高的特點，適用于有限電能的情況下，大數據量波形的傳輸的需要。

技術領域

本發明涉及電力系統錄波型故障指示器領域，具體涉及一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法。

背景技術

配電網信息化的需求對故障指示器提出了更高的標準，錄波型的故障指示器具備在電網發生擾動時錄取故障瞬間特征波形的功能。按照國網檢測規范要求，故障指示器需要錄取故障前4個周波、故障后8個周波總計12個波形的數據。按照每只指示器錄取電壓、電流雙通道信號，每周波80點采樣率，供需上送1920點的波形數據。另一方面，錄波型故障指示器通過線路電流感應取電，相對功率輸出有限。在有限的取電能量下，盡量完整的上送波形數據，對數據本身的壓縮提出了較高的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題，一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法能夠解決在故障指示器電能有限的情況下發送大數據量波形文件的問題。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案 ：用于故障指示器錄波波形的壓縮算法，用于處理壓縮電流、電壓或者其他周期性信號，其特征在于：包括如下步驟：

(1)所壓縮的電流、電壓信號具備周期性的特征，允許包含干擾信號；所述的電流、電壓信號在壓縮過程中會產生前后周期的差值；

(2)將步驟（1）的電流、電壓信號在整個時間軸上的波形數據按照周期性封裝為多個獨立的數據單元，每個數據單元配置數據頭；

(3)壓縮過程采用多種子算法依次實驗的方式，獲得最優的壓縮比例。

對于故障指示器錄取的波形，采用前后波形相減的方式，將后一個波形中的某一個數據點減去前一個波形的相應的同一個數據點，以獲得更小的差分數據，此差分數據通過最高位是否為1來區分正負。

將時間軸上的波形數據按照其周期時間分為多個子數據單元，每個子數據單元先按照前后波形差分的方式，得到當前波形與前一個波形的差值，并將差值進行位寬壓縮。

在進行前后波形差分的過程中，每個數據單元被簡化為相比于前一個波形的差值表示；搜索波形差值的最大偏差量，記錄最大偏差量位數作為基準，進行位寬壓縮，其差分最大位數包括表示正負的符號位。

對于首個波形作為后續波形的差分參照波形，采用兩種壓縮算法，一種為傳統的位寬壓縮算法，一種為帶符號的位寬壓縮算法，兩種算法各統計壓縮完后的數據字節數，選取數據字節數最少的作為首個波形的壓縮方式。

所述的一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法，其特征在于：采用多個已存在的子算法的組合，通過對子算法的最優選擇，達到最大壓縮比例。

所述的一種用于故障指示器錄波波形的壓縮算法，其特征在于：故障指示器對電流電壓的采樣精度按照12位AD采樣，每組波形包含960個采樣點，共12個波形，第一步是將12個波形分為12個數據單元，每個數據單元增加數據頭，每個數據單元內容有壓縮類型、壓縮后單點數據位寬和所壓縮數據采樣點數；

第二步是對12個波形中的首個波形進行壓縮：在壓縮時選用兩種壓縮方式，位寬壓縮與前后點差分壓縮，在進行位寬壓縮時，采用12Bit的壓縮方式，壓縮比例為1/4；在進行前后采樣點差分壓縮時，將差分值最大值位寬加上符號位作為參照位寬；比較兩種壓縮方式，選用壓縮后位寬最小的壓縮算法作為首個波形的壓縮方式；