[发明专利]一种数字量输入电能信息采样数据丢失的修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字化变电站电能计量数据处理领域，尤其是应用于数字量输入电能计量信息采样点丢失数据的修正方法。

背景技术

近年来在IEC61850标准规范下的数字化变电站发展迅猛，其用光电传感器代替传统的电磁式互感器，如图1所示，数字化变电站采用电子式电流互感器、电子式电压互感器采集电流电压数据，合并单元用于将电流电压采样值同步组合打包成IEC61850报文，通过交换机发送至数字化电能表，对电能的测量精度更高，测量范围更广，且减少了由于传输受干扰而引入的误差。由于传统电能表不能对IEC61850数据包中的数据进行提取和处理，因此产生了基于IEC61850的数字化电能表的需求。

数字化变电站内电能计量技术在模拟量采集方式上有了巨大变化，相比于传统变电站，新型数字化变电站内模拟量采样实现全数字量化后通过光纤线路传输，能为变电站内的数字化电能表提供准确、可靠的数据来源。量化后的采样值数据经过封装后按照标准的以太网帧格式进行传输。

但是由于采样数据通过网络进行传输，无法避免地会发生丢帧情况，这将造成采样点数据丢失，给电能计量带来误差。为了提高误差精度，需要对丢失信息进行处理。数字化电能表由采样值数据驱动，实时性要求很高，因此处理方法的设计既要考虑精度也要考虑计算资源。现常用的处理方法主要有线性插值、二次拉格朗日插值、曲线拟合等方法。线性插值计算量较小，但在理论上存在较大误差；二次拉格朗日插值的基本多项式多变，插值点较多时具有数值不稳定的特点；而曲线拟合则计算量较大，需要大量计算资源，不适合嵌入式开发的电能计量装置。

发明内容

本发明的目的是针对数字量输入电能信息采样点丢失时如何进行修正的问题，提出一种数字量输入电能信息采样数据丢失的修正方法。

本发明的技术方案是：

一种数字量输入电能信息采样数据丢失的修正方法，该方法是基于正弦曲线的插值方法，包括以下步骤：

（1）、对电能信息采样数据中的采样点序号进行判断，捕捉丢帧发生的采样点；

（2）、记录最新的采样点值作为插值所用的样本值；

（3）、当周波采样点数为80个点，每次丢失1个采样点信息时，采用中值内插法对样本值进行处理，计算需要补入的目标采样点值，进行补入修正；

当周波采样点数为256个点，每次丢失8个采样点信息时，采用递推外插法对样本值进行处理，计算需要补入的目标采样点值，进行补入修正。

本发明的电能信息采样数据采用下述方式获取：电子式电压、电流互感器进行采样后，通过同步时钟在合并单元内将电流、电压采样值组合打包，组合后的采样值数据包通过光纤网络进行传输，采样值为等间隔有序数据。

本发明的步骤（1）具体包括：当接收到一个采样点数据包后，首先更新、存储最新的采样点数据作为样本；同时，计算当前采样点与前个记录采样点的序号差值，判断是否发生丢帧，如果没有丢帧，继续接收采样点数据包；如果丢帧，查看丢失的数据帧中包含采样点个数，序号差值是1就是丢1个采样值，序号差值是8就是丢8个采样值。

本发明的步骤（3）中，采用中值内插法对样本值进行处理具体为：采用下述公式计算得到漏点采样值，

yn=yn-1+yn+12cosπ40]]>

其中，周波采样点数为80，n-1、n、n+1表示采样点序号，n为n-1和n+1的中值，y_n为该中值点上的采样值即漏点采样值，y_n-1和y_n+1分别为该漏点采样值前后采样点的采样值。

本发明的步骤（3）中，采用递推外插法对样本值进行处理具体为：采用下述公式计算得到漏点采样值，