[发明专利]基于多传感器数据融合技术的电子式电流互感器数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多传感器数据融合技术的电子式电流互感器数据处理方法，属于电力系统测量技术领域。

背景技术

根据IEC60044-8《电子式电流互感器》标准第一版，标准中涉及的电流传感器可以包括空心线圈、霍尔元件及装配有取样电阻器用作电流/电压装换的铁心线圈(即铁心线圈式低功率电流传感器Low Power CurrentTransformer，LPCT)，不同的传感器有着各自的优缺点。其中，空心线圈具有良好的动态性能，但小电流下输出信号太弱，且模拟积分器长时间积分会产生累积误差，而数字积分器则会有积分初值的确定、直流偏移、ADC饱和等问题；霍尔元件可测量交、直流电流，但霍尔系数受环境影响较大，在较大的测量范围内难以获得足够的线性度；LPCT稳态测量精度高，但与空心线圈相比，其暂态特性差，存在铁心饱和问题。

电流互感器作为电力系统中重要的电气设备之一，其电流的准确测量对电力系统的电能测量、继电保护、系统监测和电力系统分析都有非常重要的作用。而目前的光电电流互感器大多数采用开环链式结构，对系统中的每一个环节的精度和可靠性的要求很高，这严重限制了电子式互感器的精度和可靠性，并影响了它的实用性。因此，如何在现有基础上提高电流互感器的测量精度及可靠性显得尤其重要。针对上述情况，可通过采用几个传感器组合的结构，对其采样的数据进行融合处理来提高设备的总体性能。

多传感器数据融合技术最初应用于军事上的目标识别和跟踪。而近年来，这一项技术无论是在军事领域还是在民事领域都得到了前所未有的关注。随着传感器技术、数据处理技术、计算机网络通讯技术、人工智能技术等相关技术的进一步发展，多传感器融合技术将得到更长远的发展。

基于多传感器数据补偿和融合的电流互感器设计中，需要考虑的问题包括：(1)高压侧的硬件开销，如何不将互感器的结构过于复杂化；(2)数据的定标问题，需考虑到高压侧定标困难这一问题；(3)尤其对由激光供能的光电电流互感器来说，由于多传感器数据融合算法对硬件有较高的功率要求的情况下，高压侧系统的功耗如何控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于多传感器数据融合技术的电子式电流互感器数据处理方法，其步骤如下：

①通过铁心线圈式低功率电流传感器、空芯线圈分别采样一次侧电压、一次侧电流，从而分别得到电压量、电流量；

②将获得的电压量、电流量依次经各自的信号调理电路、A/D采样电路处理，分别得到数字电压量U₁(n)、数字电流量I₂(n)；

③将所测得的数字电压量U₁(n)送入低压侧合并单元的数据融合模块中；

④将数字电流量I₂(n)送入低压侧合并单元的数字积分器进行积分处理，积分后获得数字电压量U₂(n)，并将该数字电压量U₂(n)送入所述的数据融合模块中；

⑤在数据融合模块中，通过所测的数字电压量U₁(n)判断铁心线圈式低功率电流传感器是否饱和，如果没有饱和，则将数字电压量U₁(n)经过数字定标，得到测量数据和保护数据；如果饱和，则将数字电压量U₂(n)经过数字定标，得到测量数据和保护数据。

本发明所采用的进一步的技术方案如下：

本发明中判断铁心线圈式低功率电流传感器是否饱和的方法如下：

a、设置铁心线圈式低功率电流传感器的初始饱和标志为“不饱和”；

b、实时计算数字电压量U₁(n)的三阶差分U₁₃(n)：

U₁₃(n)＝U₁(n)-3U₁(n-1)+3U₁(n-2)-U₁(n-3)，式中n表示采样点的编号，n＝3，4，...；