[发明专利]一种波形回放的无缝拼接压缩处理方法和装置

说明书

本发明涉及一种波形回放的无缝拼接压缩处理方法和装置，通过对故障前波形和故障后波形对称段的某周波数据进行特征和系数关系提取，然后将提取的特征和系数关系传递给录波回放模块，录波回放模块根据接收到的特征数据和系数关系进行波形还原输出，此时录波回放模块知道前段波形和后端波形的特征和系数关系，能够进行预期的波形回放并实现任意时长的延续扩展。通过波形特征和系数来进行波形还原，波形回放时可通过调整比例系数，轻松实现对原有波形幅值的比例缩放，扩大波形回放的灵活性和应用场景。既能保证波形的真实有效回放，也能最大限度的压缩数据文件尺寸，降低硬件成本，缩短试验周期，提高测试效率。

技术领域

本发明属于属于电力系统的故障模拟分析技术领域，尤其是一种波形回放的无缝拼接压缩处理方法和装置。

背景技术

在电力系统的暂态分析，特别是故障分析以及动模试验中，经常会使用波形回放来模拟或者反演暂态过程。所谓波形回放就是将事先准备好或者故障时录制的波形文件进行反演的过程，并通过该过程来模拟或者重现故障时的暂态过程。目前，电力系统一般使用Comtrade文件作为标准的波形文件，Comtrade是英文Common format for transient dataexchange for power systems的简写，中文一般称为电力系统瞬态数据交换的通用格式。IEEE为了解决数字故障录波装置、数字保护、微机测试装置之间的数据交换问题，于1991年提出了这个标准，并于1999年进行了修订和完善。该标准是一种公用的数据传输格式标准，为不同厂家生产的设备所遵循。每个Comtrade记录最多包含四个相关的文件。这些文件的文件名相同，但是扩展名不同。四个文件分别是：标题文件(.hdr)，配置文件(.cfg)，数据文件(.dat)，信息文件(.inf)，一般标题文件和信息文件可以省略，但配置文件和数据文件必须具备。

配置文件为一种ASCII文本文件，用于说明数据(.DAT)文件的格式及所包含信息，其中包括诸如采样速率、通道数量、频率、通道信息等项。

数据文件包含记录中每个采样通道的值。数据文件包含一个顺序号和每次采样的时间标志。这些采样值除记录模拟输入的数据之外，也记录状态，即表示开/关信号的输入。数据文件一般可选择二进制文件或者ASCII文本文件两种模式进行等效存储。

配置文件一般比较小，常见的大小在1kB以内，但数据文件由于包含了多个通道的实时采样值，假如有8个模拟量通道，采样频率为12800Hz，那么每秒钟将有102400个采样数据，即使采用尺寸相对较小的二进制文件方式(每个数据4字节)，加上顺序号和时间标志等辅助信息，其文件尺寸也将接近每秒500kB，如果采用ASCII文本文件方式，文件尺寸将达到2MB左右。假如通道数增加，或者采样频率提高，或者录波时间加长，文件尺寸将更大，可能达到数十兆甚至上百兆。

在电力系统的接地、短路等故障录波要求中，一般要求录波文件至少记录故障点的前N后M个波形(典型值N＝4，M＝8或者N＝10,M＝12等，即前4后8，前10后12等)，如图1所示为某“中性点经消弧线圈接地系统A相100欧姆线路首端0°接地”的故障录波数据。

如图1所示，第①段为故障前波形，第②段为故障段波形，第③段为故障后波形。其中故障前波形和故障后波形的长度要远大于故障段的波形长度。

然而在波形回放试验中，根据测试逻辑的不同，比如重合闸试验中，我们可能需要故障前波形足够长，以满足测试启动条件，但如前文所述，如果直接使用具有数秒前段波形的录波文件，那么该录波文件尺寸将会达到数十兆，甚至上百兆，将会严重加大数据传输时间，并对回放模块提出了很高的数据存储和处理运算要求；但如果不使用足够长的录波文件，又可能造成试验条件的逻辑不满足而无法进行试验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种波形回放的无缝拼接压缩处理方法和装置，既能保证波形的真实有效回放，也能最大限度的压缩数据文件尺寸，降低硬件成本，缩短试验周期，提高测试效率。