电能质量采样数据处理方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电能质量采样数据处理方法和系统。其中，该系统包括：电能质量采样装置、模拟量输入端子、电压电流互感器、通信端子和分析装置；电能质量采样装置通过通信端子连接分析装置，电压电流互感器通过模拟量输入端子连接电能质量采样装置，其中，电能质量采样装置包括依次连接的：采样值记录模块、采样值压缩存储模块和通信传输模块；分析装置包括依次连接的：解压缩模块、快速计算模块和分析结果展示模块。通过本发明专利技术，解决了受到存储容量和数据传输带宽的限制导致无法提升电能质量数据的采样率的问题，进而在同等的存储容量和数据传输带宽的情况下，提升了电能质量数据的采样率的增大空间。

Data processing method and system for power quality sampling

The invention provides a method and a system for processing power quality sampling data. Among them, the system includes: power quality sampling device, analog input terminal voltage, current transformer, communication terminal and analysis device; power quality sampling device connected through a communication terminal analysis device, voltage and current transformer power quality sampling device, which through the analog input terminal connected with the electric power quality, including sampling device connected in turn: sampling value recording module, sampling value compression storage module and communication module; analysis device comprises: decompression module, fast calculation module and results display module. The invention solves by the storage capacity and data transfer bandwidth constraints lead to improve power quality data sampling rate, and in the same storage capacity and data transmission bandwidth, improve the power quality data sampling rate increasing space.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种电能质量采样数据处理方法和系统。
技术介绍
电能质量在线监测装置和便携式电能质量分析仪在电力系统及企业配电系统得到了越来越广泛的应用。随着电网公司和用户对电能质量的重视程度越来越高，对电能质量监测设备的要求也越来越高。目前来说，在线式产品虽然可以实现对电能质量诸多指标的实时监测、统计，但存在一些不足：一是测量方法单一，所有稳态电能质量指标是按照相关国标或IEC61000-4系列标准的测量方法进行计算的，算法固定，时间窗口固定，最短时间窗口为200ms。所测量的指标反映尺度单一，适合于对公用电网的电能质量的描述，对不同特性负荷，特别是快速变化、波动剧烈等情况，用统一的算法测量的数据并不能真实反映实际情况或者说困难掩盖了某些问题。因此，对特定负荷采取“定制”算法，全方位、多尺度的描述可能是必须的。二是事件检测功能不足，目前在线式产品主要对电压暂态事件具备检测和记录能力，一般还具有开关量启动、冲击电流启动录波等功能，但采用的有效值检测算法对除暂态事件之外的电压波形异常情况，如：波形缺口、波形尖冲、短时扰动等无法检测到，对快速的谐波冲击也无法检测。也就是说，受限于在线式设备的处理能力、存储空间等限制，无法实现便携式产品上众多的触发记录功能，在实际应用中，可能会遗漏不少重要的、由于电压波形异常造成对用户损失的事件。而对于便携式产品，虽然拥有丰富的事件触发和波形记录功能，但由于设计原因，主要适用于短期的、有目的的专项测试，如果事件的发生是随机的、发生概率很小，便携式产品由于存储空间的限制，不适合长期在线式运行，可能对这些问题无法查找记录下来。三是由于相关技术中电能质量数据通过采样、缓存、传输、分析的方式进行计算，那么，越高采样率的电能质量数据意味着需要更大的存储容量和相应的数据传输能力来支撑。然而，由于受限于电能质量采样设备的存储容量和与后端分析设备的数据传输带宽，难以实现高采样率的电能质量数据的采集。针对上述的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电能质量采样数据处理方法和系统，以至少解决相关技术中受到存储容量和数据传输带宽的限制导致无法提升电能质量数据的采样率的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电能质量采样数据处理系统，包括：电能质量采样装置、模拟量输入端子、电压电流互感器、通信端子和分析装置；所述电能质量采样装置通过所述通信端子连接所述分析装置，所述电压电流互感器通过所述模拟量输入端子连接所述电能质量采样装置，其中，所述电能质量采样装置包括依次连接的：采样值记录模块、采样值压缩存储模块和通信传输模块，其中，所述采样值记录模块，用于对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到连续采样值数据；所述采样值压缩存储模块，用于对包括所述连续采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到采样值压缩文件；所述通信传输模块，用于通过所述通信端子将所述采样值压缩文件传输至所述分析装置；所述分析装置包括依次连接的：解压缩模块、快速计算模块和分析结果展示模块，其中，所述解压缩模块，用于解压缩所述通信端子读取的所述采样值压缩文件，得到解压的采样值数据；所述快速计算模块，用于采用Microsoft.netframework4.0的并行任务对所述解压的采样值数据进行快速计算，得到稳态数据或统计报表；所述分析结果展示模块，用于展示所述稳态数据或统计报表。可选地，所述系统还包括：远程设置装置，与所述电能质量采样装置连接，用于配置所述电能质量采样装置的配置参数，其中，所述配置参数包括以下至少之一：电压电流采样率、存储空间大小、稳态暂态触发参数、启动连续采样的参数、停止连续采样的参数。可选地，所述采样值记录模块，还用于对所述电压电流模拟量信号中超过稳态暂态触发参数的电压电流模拟量信号进行分段采样，得到触发采样值数据；所述采样值压缩存储模块，还用于对包括所述触发采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到所述采样值压缩文件。可选地，所述采样值记录模块，还用于根据所述远程设置装置设定的启动连续采样的参数，开始对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到所述连续采样值数据；或者根据所述远程设置装置设定的停止连续采样的参数，停止对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行采样。可选地，所述远程设置装置包括：采样率配置界面、存储空间配置界面、触发参数配置界面和连续采样启停界面，其中，所述采样率配置界面，用于配置所述采样值记录模块进行连续采样的电压电流采样率，和/或配置所述采样值记录模块进行触发采样中每段采样的采样时间和每段采样的电压电流采样率；所述存储空间配置界面，用于配置连续采样可用的存储空间和触发采样可用的存储空间；所述触发参数配置界面，用于配置稳态暂态触发参数；所述连续采样启停界面，用于启动连续采样或者停止连续采样。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种采用上述的电能质量采样数据处理系统的电能质量采样数据处理方法，包括：所述采样值记录模块对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到连续采样值数据；所述采样值压缩存储模块对包括所述连续采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到采样值压缩文件；所述通信传输模块通过所述通信端子将所述采样值压缩文件传输至所述分析装置；所述解压缩模块解压缩所述通信端子读取的所述采样值压缩文件，得到解压的采样值数据；所述快速计算模块采用Microsoft.netframework4.0的并行任务对所述解压的采样值数据进行快速计算，得到稳态数据或统计报表；所述分析结果展示模块展示所述稳态数据或统计报表。可选地，在所述采样值记录模块对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样之前，所述方法还包括：所述远程设置装置配置所述电能质量采样装置的配置参数，其中，所述配置参数包括以下至少之一：电压电流采样率、存储空间大小、稳态暂态触发参数、启动连续采样的参数、停止连续采样的参数。可选地，在所述通信传输模块通过所述通信端子将所述采样值压缩文件传输至所述分析装置之前，所述方法还包括：所述采样值记录模块对所述电压电流模拟量信号中超过稳态暂态触发参数的电压电流模拟量信号进行分段采样，得到触发采样值数据；所述采样值压缩存储模块对包括所述触发采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到所述采样值压缩文件。可选地，所述无损压缩包括：基于Burrows-Wheeler算法的电能质量采样值压缩方法。可选地，所述基于Burrows-Wheeler算法的电能质量采样值压缩方法包括：将预定间隔内的所有采样值数据按照高低字节顺序重新排序，高字节全部排在前面，低字节全部排在后面；然后采用Burrows-Wheeler算法对数据区进行压缩。通过本专利技术，采用的电能质量采样数据处理系统包括：电能质量采样装置、模拟量输入端子、电压电流互感器、通信端子和分析装置；电能质量采样装置通过通信端子连接分析装置，电压电流互感器通过模拟量输入端子连接电能质量采样装置，其中，电能质量采样装置包括依次连接的：采样值记录模块、采样值压缩存储模块和通信传输模块；分析装置包括依次连接的：解压缩模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能质量采样数据处理系统，其特征在于，包括：电能质量采样装置、模拟量输入端子、电压电流互感器、通信端子和分析装置；所述电能质量采样装置通过所述通信端子连接所述分析装置，所述电压电流互感器通过所述模拟量输入端子连接所述电能质量采样装置，其中，所述电能质量采样装置包括依次连接的：采样值记录模块、采样值压缩存储模块和通信传输模块，其中，所述采样值记录模块，用于对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到连续采样值数据；所述采样值压缩存储模块，用于对包括所述连续采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到采样值压缩文件；所述通信传输模块，用于通过所述通信端子将所述采样值压缩文件传输至所述分析装置；所述分析装置包括依次连接的：解压缩模块、快速计算模块和分析结果展示模块，其中，所述解压缩模块，用于解压缩所述通信端子读取的所述采样值压缩文件，得到解压的采样值数据；所述快速计算模块，用于采用Microsoft.net framework 4.0的并行任务对所述解压的采样值数据进行快速计算，得到稳态数据或统计报表；所述分析结果展示模块，用于展示所述稳态数据或统计报表。

【技术特征摘要】
1.一种电能质量采样数据处理系统，其特征在于，包括：电能质量采样装置、模拟量输入端子、电压电流互感器、通信端子和分析装置；所述电能质量采样装置通过所述通信端子连接所述分析装置，所述电压电流互感器通过所述模拟量输入端子连接所述电能质量采样装置，其中，所述电能质量采样装置包括依次连接的：采样值记录模块、采样值压缩存储模块和通信传输模块，其中，所述采样值记录模块，用于对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到连续采样值数据；所述采样值压缩存储模块，用于对包括所述连续采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到采样值压缩文件；所述通信传输模块，用于通过所述通信端子将所述采样值压缩文件传输至所述分析装置；所述分析装置包括依次连接的：解压缩模块、快速计算模块和分析结果展示模块，其中，所述解压缩模块，用于解压缩所述通信端子读取的所述采样值压缩文件，得到解压的采样值数据；所述快速计算模块，用于采用Microsoft.netframework4.0的并行任务对所述解压的采样值数据进行快速计算，得到稳态数据或统计报表；所述分析结果展示模块，用于展示所述稳态数据或统计报表。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：远程设置装置，与所述电能质量采样装置连接，用于配置所述电能质量采样装置的配置参数，其中，所述配置参数包括以下至少之一：电压电流采样率、存储空间大小、稳态暂态触发参数、启动连续采样的参数、停止连续采样的参数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采样值记录模块，还用于对所述电压电流模拟量信号中超过稳态暂态触发参数的电压电流模拟量信号进行分段采样，得到触发采样值数据；所述采样值压缩存储模块，还用于对包括所述触发采样值数据在内的采样值数据进行无损压缩并存储，得到所述采样值压缩文件。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述采样值记录模块，还用于根据所述远程设置装置设定的启动连续采样的参数，开始对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行连续采样，得到所述连续采样值数据；或者根据所述远程设置装置设定的停止连续采样的参数，停止对所述电压电流互感器传输的电压电流模拟量信号数据进行采样。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述远程设置装置包括：采样率配置界面、存储空间配置界面、触发参数配置界面和连续采样启停界面，其中，所述采样率配置界面，用于配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天楚，伍智鹏，黄仁谋，王巍，叶细宝，余新，刘刚，
申请(专利权)人：海南电力技术研究院，南京灿能电力自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：海南;46