[发明专利]一种适用于配电网监测数据压缩的系统

摘要

本发明提供一种适用于配电网监测数据压缩的系统，包括参考监测数据列更新单元、数据残差计算单元、改进的RLE行程编码单元、HUFFMAN编码单元；其中参考监测数据列更新单元通判断配电网所处的状态，更新参考监测数据列；数据残差计算单元使用参考监测数据列更新单元输出的参考数据列，计算配电网当前监测数据与参考监测数据之间的差值，得到数据残差序列；改进的RLE行程编码单元对数据残差序列进行重排预处理，并对原始的RLE行程编码方案进行优化；HUFFMAN编码单元在RLE行程编码的基础上进一步压缩配电网监测数据。本发明通过对配电网监测数据的高效无损压缩，减少了数据传输所需的速度与流量，增强了配电网监测系统的实时性。

主权项

1.一种适用于配电网监测数据压缩的系统，其特征是：包括参考监测数据列更新单元、数据残差计算单元、改进的RLE行程编码单元、HUFFMAN编码单元；所述参考监测数据列更新单元依据配电网监测数据的当前值，并通过计算配电网监测数据当前值与参考值之间的差值比例，判断配电网所处的状态，更新参考监测数据列；所述数据残差计算单元使用参考监测数据列更新单元输出的参考数据列，计算配电网当前监测数据与参考监测数据之间的差值，得到数据残差序列；所述改进的RLE行程编码单元对数据残差序列进行重排序，按顺序依次取出所有数据残差的最高位bit，组成数据残差最高位bit序列，然后依次取出所有数据残差的次高位bit并接在数据残差最高位bit序列之后，如此反复操作，直至取完数据残差序列的所有bit，按8bit一个字节重新构成字节数据，执行改进的RLE行程编码并输出压缩数据序列；其中，改进的RLE行程编码方案如下：S1，定义3个及以上的连续且重复出现的字节为连续重复字节；S2，除为连续重复字节的情况外，任一字节皆为连续非重复字节；S3，定义数据控制信息字节与数据值字节；数据控制信息字节的最高位表示数据为连续重复字节或连续非重复字节，次高位表示是否扩展数据控制信息字节，若不扩展，则数据控制信息字节为一个字节，若扩展，则数据控制信息字节的低6位表示扩展几个字节；S4，定义RLE行程编码的格式为数据控制信息字节在前，数据值字节在后，即每组数据控制信息字节后必然跟随一组数据值字节；S5，当连续重复字节或连续非重复字节的连续长度小于或等于64时，数据控制信息字节不扩展，长度为1，且低6位表示连续重复字节或连续非重复字节的连续长度；当连续重复字节或连续非重复字节的连续长度大于64时，数据控制信息字节扩展，其后扩展的字节表示连续重复字节或连续非重复字节的连续长度；S6，当出现连续重复字节时，数据控制信息字节后只跟随一个数据值字节，数据值为连续重复字节的值；当出现连续非重复字节时，数据控制信息字节后跟随长度为数据控制信息字节所指示长度的数据值字节，即为对应的连续非重复字节；所述HUFFMAN编码单元在改进的RLE行程编码的基础上对配电网监测数据进一步压缩，当采用HUFFMAN编码后需要传输的总字节数不小于改进的RLE行程编码后总字节数的95%，则不采用HUFFMAN编码而是直接传输改进的RLE行程编码后的数据；当一个配电网监测数据节点只包含较少的监测对象时，即数据残差序列较短，会容易出现HUFFMAN编码表开销较大的情况，为了解决这个问题，当配电网处于稳态下时，无需重新编码HUFFMAN编码表，使用已储存的HUFFMAN编码表，为每个编码表设置最大寿命，以增强容错；配电网处于稳态过渡状态时，加快已储存的HUFFMAN编码表的寿命消减速度；配电网处于暂态时，为每次监测数据编码HUFFMAN编码表。