[发明专利]电力系统周期性波形同步采样数据压缩系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力系统中数据压缩技术，具体涉及一种电力系统周期性波形同步采样数据压缩系统及方法。

【背景技术】

电力系统录波装置分为阈值触发式记录和连续记录两种记录方式。其中，阈值触发式记录方式只在计算数据超出设定阈值的情况下记录故障前与故障后的数据，不能全面记录电力系统的有效信息，原因在于预设定触发值主要目的是预计电网中可能存在的风险，设定触发值以精确捕捉到发生的事件，在很多情况下，因为触发器设定错误或者存储空间不够而使得电力故障发生时的数据没有被记录下来。而对于连续记录方式，由于受存储量的限制，采样率不可能太高。电力系统电压或电流采样值直接用压缩编码器压缩效果不好，其原因在于噪声影响和非整周期采样的影响。

【发明内容】

为了解决现有技术中存在的阈值触发式记录方式中存在的因为触发器设定错误或者存储空间不够而使得电力故障发生时的数据没有被记录下来的技术问题和连续记录方式由于受存储量的限制，采样率不可能太高这一技术问题，本发明提供了一种电力系统周期性波形同步采样数据压缩系统。

本发明还提供了一种电力系统周期性波形同步采样数据压缩方法。

本发明解决现有技术问题所采用的方案为：提供了一种电力系统周期性波形同步采样数据压缩系统，所述电力系统周期性波形同步采样数据压缩系统包括：同步采样单元、比较器、同步倍频单元、时标发生器、数据处理单元和压缩编码器，其中，所述比较器的输出端分别与所述时标发生器的输入端和所述同步倍频单元的输入端连接，所述同步倍频单元的输出端与所述同步采样单元的输入端连接，所述同步采样单元的输出端和所述时标发生器的输出端与所述数据处理单元的输入端连接，所述数据处理单元与所述压缩编码器连接，所述数据处理单元通过取等相位点差分，按等相位点排列和采用偏移量二进制编码对信息进行预处理。

根据本发明的一优选技术方案：所述比较器为滞环比较器。

根据本发明的一优选技术方案：所述数据处理单元为数据处理器。

根据本发明的一优选技术方案：所述压缩编码器为通用压缩编码器。

本发明还提供了一种电力系统周期性波形同步采样数据压缩方法，所述电力系统周期性波形同步采样数据压缩方法包括步骤：第一步：将周期信号通过所述比较器变成方波信号；第二步：通过所述同步倍频单元产生同步采样脉冲，所述同步采样单元在同步采样脉冲的同步作用下进行同步数模转换，并将转换结果输入所述数据处理单元，同时所述时标发生器记录每个周期性波形的起始时刻，并把时标输入到所述数据处理单元；第三步：通过所述数据处理单元对信息进行预处理；第四步：通过所述编码单元进行编码形成压缩文件。

根据本发明的一优选技术方案：所述第二步中所述同步倍频单元跟踪基频的变化，使采样脉冲同步于基频，产生同步采样脉冲，实现整周期采样，并且在单个周期性波形内为等间隔采样。

根据本发明的一优选技术方案：所述第二步中所述同步采样单元使模数转换同步于同步采样脉冲。

根据本发明的一优选技术方案：所述第三步中所述数据处理单元通过取等相位点差分，按等相位点排列和采用偏移量二进制编码对信息进行预处理。

根据本发明的一优选技术方案：所述第三步包括子步骤：首先、设每个周期性波形的采样点数为N，定义二维数组WAVE[M][N]对采样数据进行缓存，把从同步采样单元得到的模数转换结果按行依次存放到数组WAVE[M][N]；其次、当所述数组WAVE[M][N]被填满(即存完M个整周期性波形)之后，计算差分序列并保存初始值：定义INIT[N]和DIFF[M-1][N]分别存放初始值和差分序列，INIT[i]＝WAVE[0][i](0≤i＜N-1)，DIFF[i][:]＝WAVE[i+1][:]-WAVE[i][:](0≤i＜N-1)；

最后、形成文件，依次存储关键字、时标、初始值和差分序列，其中初始值和差分序列采用偏移二进制编码，存放差分序列要把等相位点值连续存放，即把数组DIFF[M-1][N]按列依次存储。

根据本发明的一优选技术方案：所述第四步中所述编码单元通过通用的压缩编码方法进行文件压缩。

本发明采用在字典编码之前对采样数据进行预处理的方式，来提高压缩比，实现高采样频率、不需要阈值触发、能够完全连续存储每个采样点AD采样值的数据压缩方法，具体的预处理方式包括：通过同步倍频实现等相位点采样，克服非整周期采样的影响；通过等相位点采样值差分、数据存储按等相位点排列和采用偏移量二进制编码提高数据一致性。

【附图说明】