[發(fā)明專利]一種波形回放的無(wú)縫拼接壓縮處理方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811218669.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN109450451B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊;李曉輝;劉偉東;劉小琛;梁彬;陳彬;劉洋洋;趙慶來;鄒琪;楊光;李丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;南京丹迪克科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H03M7/30
• 分類號(hào): H03M7/30
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發(fā)明涉及一種波形回放的無(wú)縫拼接壓縮處理方法和裝置，通過對(duì)故障前波形和故障后波形對(duì)稱段的某周波數(shù)據(jù)進(jìn)行特征和系數(shù)關(guān)系提取，然后將提取的特征和系數(shù)關(guān)系傳遞給錄波回放模塊，錄波回放模塊根據(jù)接收到的特征數(shù)據(jù)和系數(shù)關(guān)系進(jìn)行波形還原輸出，此時(shí)錄波回放模塊知道前段波形和后端波形的特征和系數(shù)關(guān)系，能夠進(jìn)行預(yù)期的波形回放并實(shí)現(xiàn)任意時(shí)長(zhǎng)的延續(xù)擴(kuò)展。通過波形特征和系數(shù)來進(jìn)行波形還原，波形回放時(shí)可通過調(diào)整比例系數(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)原有波形幅值的比例縮放，擴(kuò)大波形回放的靈活性和應(yīng)用場(chǎng)景。既能保證波形的真實(shí)有效回放，也能最大限度的壓縮數(shù)據(jù)文件尺寸，降低硬件成本，縮短試驗(yàn)周期，提高測(cè)試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于屬于電力系統(tǒng)的故障模擬分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種波形回放的無(wú)縫拼接壓縮處理方法和裝置。

背景技術(shù)

在電力系統(tǒng)的暫態(tài)分析，特別是故障分析以及動(dòng)模試驗(yàn)中，經(jīng)常會(huì)使用波形回放來模擬或者反演暫態(tài)過程。所謂波形回放就是將事先準(zhǔn)備好或者故障時(shí)錄制的波形文件進(jìn)行反演的過程，并通過該過程來模擬或者重現(xiàn)故障時(shí)的暫態(tài)過程。目前，電力系統(tǒng)一般使用Comtrade文件作為標(biāo)準(zhǔn)的波形文件，Comtrade是英文Common format for transient dataexchange for power systems的簡(jiǎn)寫，中文一般稱為電力系統(tǒng)瞬態(tài)數(shù)據(jù)交換的通用格式。IEEE為了解決數(shù)字故障錄波裝置、數(shù)字保護(hù)、微機(jī)測(cè)試裝置之間的數(shù)據(jù)交換問題，于1991年提出了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，并于1999年進(jìn)行了修訂和完善。該標(biāo)準(zhǔn)是一種公用的數(shù)據(jù)傳輸格式標(biāo)準(zhǔn)，為不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備所遵循。每個(gè)Comtrade記錄最多包含四個(gè)相關(guān)的文件。這些文件的文件名相同，但是擴(kuò)展名不同。四個(gè)文件分別是：標(biāo)題文件(.hdr)，配置文件(.cfg)，數(shù)據(jù)文件(.dat)，信息文件(.inf)，一般標(biāo)題文件和信息文件可以省略，但配置文件和數(shù)據(jù)文件必須具備。

配置文件為一種ASCII文本文件，用于說明數(shù)據(jù)(.DAT)文件的格式及所包含信息，其中包括諸如采樣速率、通道數(shù)量、頻率、通道信息等項(xiàng)。

數(shù)據(jù)文件包含記錄中每個(gè)采樣通道的值。數(shù)據(jù)文件包含一個(gè)順序號(hào)和每次采樣的時(shí)間標(biāo)志。這些采樣值除記錄模擬輸入的數(shù)據(jù)之外，也記錄狀態(tài)，即表示開/關(guān)信號(hào)的輸入。數(shù)據(jù)文件一般可選擇二進(jìn)制文件或者ASCII文本文件兩種模式進(jìn)行等效存儲(chǔ)。

配置文件一般比較小，常見的大小在1kB以內(nèi)，但數(shù)據(jù)文件由于包含了多個(gè)通道的實(shí)時(shí)采樣值，假如有8個(gè)模擬量通道，采樣頻率為12800Hz，那么每秒鐘將有102400個(gè)采樣數(shù)據(jù)，即使采用尺寸相對(duì)較小的二進(jìn)制文件方式(每個(gè)數(shù)據(jù)4字節(jié))，加上順序號(hào)和時(shí)間標(biāo)志等輔助信息，其文件尺寸也將接近每秒500kB，如果采用ASCII文本文件方式，文件尺寸將達(dá)到2MB左右。假如通道數(shù)增加，或者采樣頻率提高，或者錄波時(shí)間加長(zhǎng)，文件尺寸將更大，可能達(dá)到數(shù)十兆甚至上百兆。

在電力系統(tǒng)的接地、短路等故障錄波要求中，一般要求錄波文件至少記錄故障點(diǎn)的前N后M個(gè)波形(典型值N＝4，M＝8或者N＝10,M＝12等，即前4后8，前10后12等)，如圖1所示為某“中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)A相100歐姆線路首端0°接地”的故障錄波數(shù)據(jù)。

如圖1所示，第①段為故障前波形，第②段為故障段波形，第③段為故障后波形。其中故障前波形和故障后波形的長(zhǎng)度要遠(yuǎn)大于故障段的波形長(zhǎng)度。

然而在波形回放試驗(yàn)中，根據(jù)測(cè)試邏輯的不同，比如重合閘試驗(yàn)中，我們可能需要故障前波形足夠長(zhǎng)，以滿足測(cè)試啟動(dòng)條件，但如前文所述，如果直接使用具有數(shù)秒前段波形的錄波文件，那么該錄波文件尺寸將會(huì)達(dá)到數(shù)十兆，甚至上百兆，將會(huì)嚴(yán)重加大數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，并對(duì)回放模塊提出了很高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理運(yùn)算要求；但如果不使用足夠長(zhǎng)的錄波文件，又可能造成試驗(yàn)條件的邏輯不滿足而無(wú)法進(jìn)行試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種波形回放的無(wú)縫拼接壓縮處理方法和裝置，既能保證波形的真實(shí)有效回放，也能最大限度的壓縮數(shù)據(jù)文件尺寸，降低硬件成本，縮短試驗(yàn)周期，提高測(cè)試效率。