测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法技术

本发明专利技术公开一种测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法，包括以下步骤：步骤1：获取信号采样值W1、W2、……、Wn、Wn+1；步骤2：计算本次采样值Wn+1和上次输出信号值WPn之差，判断是否超过限定值，如果这个差超过波动限定值Wk，将连续波动次数M加1，如果未超过波动限定值则将M清0；其中记录的连续次数，记为连续波动次数M；步骤3：判断M值是否大于0并且小于波动超限次数上限J，如果判定为“是”就丢弃本次采样值，如果判定为“否”则将本次采样值代替N个采样值组成队列里的最旧值，并计算队列的累加平均值，作为新的输出信号值。其中波动超限次数上限J为预设的一个常数；步骤4：通过判断信号波动情况，得到最终的输出信号值WPn+1。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统领域，涉及一种电力信号测量响应时间可调的数字滤波方法。
技术介绍
随着现代电力系统的不断发展，电力需求越来越大，电力环境越来越复杂，对现代电力系统的稳定运行提出了更高要求，其中电力信号监控中的数字滤波也在不断改进。本专利技术所述的数字滤波主要针对电力系统中信号采样值在变送输出前的处理。通常而言，在电力信号的变送输出中，响应时间和滤波效果并重是目前解决的核心和难点。电力信号的数字滤波中，电信号被采样电路转化成采样值后，将N个采样值组成一个采样值队列，对采样值队列进行累加平均计算，用这个计算值通过电路变化输出，这样本次采样值相对上次输出值的波动被均分为在分布式发电系统中，有时候需要很快的响应时间保证获得信号有很好的实时性，有时候需要有更平滑的波形以适应本身功率调整的缓慢，而电力系统的环境决定了电力信号容易出现瞬态脉冲干扰。因此，在采样值转换成电流输出之前，需要一个响应速度快、波形平滑、又能很好滤除脉冲干扰的滤波方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电力信号测量响应时间可调的数字滤波方法，其利用对检测到的电力信号瞬态脉冲计数来滤除此干扰，对信号波动幅度可调保证脉冲干扰判断的灵活性。另外对采样队列长度N和波动超限次数上限J可配置来调整响应时间，保证了响应时间和滤波的不同需要。为达到以上目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法，包括以下步骤：步骤1：获取信号采样值W1、W2、……、Wn、Wn+1；步骤2：计算本次采样值Wn+1和上次输出信号值WPn之差，判断是否超过限定值，如果这个差超过波动限定值Wk，将连续波动次数M加1，如果未超过波动限定值则将M清0；其中记录|Wn+1-Wpn|＞Wk的连续次数，记为连续波动次数M；步骤3：判断M值是否大于0并且小于波动超限次数上限J，如果判定为“是”就丢弃本次采样值，如果判定为“否”则将本次采样值代替N个采样值组成队列里的最旧值，并计算队列的累加平均值，作为新的输出信号值。其中波动超限次数上限J为预设的一个常数；步骤4：通过判断信号波动情况，得到最终的输出信号值WPn+1。经过多次循环上述步骤1-4，则得到输出信号值集合，每次输出的信号分别为WP1、WP2、……、WPn、WPn+1。进一步，步骤1具体包括，通过传感器获取电力线缆上的信号，并将该信号调制为一定范围的弱电信号，经过换算得到本次采样信号Wn+1。进一步，步骤2中，两个采样值的差的波动限定值Wk为可设置值，作为信号的波动限定值，判断(Wn+1-WPn)的绝对值是否大于波动限定值Wk，并记录|Wn+1-Wpn|＞Wk的连续次数，记为连续波动次数M。进一步，步骤3，判断连续波动次数M是否达到波动超限次数上限J，当M等于J，判断是真实信号而非干扰信号，等同于M＝0的操作，进行滑动累加平均计算并将M清零。滑动累加平均具体为，将本次采样信号Wn+1加入长度为N的采样值信号队列[W1,W2,W3…Wn-1,Wn]，信号队列变成[Wn+1,W2,W3…Wn-1,Wn]，并计算出累加平均值WPn+1作为输出信号。J和N都可配置，其大小共同决定了滤波的速度。J＝0，N＝1的时候，采样值直接进入第二步操作，不经过滤波，响应实时性最好。进一步，步骤4中，本次输出信号，可能为上次输出信号值WPn，也可能为[Wn+1，W2，..Wn]的累加平均WPn+1。对于信号波动小的信号，WPn+1的信号接近WPn；对于信号波动大，连续波动次数M有限，输出WPn，可以滤除偶然的干扰脉冲；对于信号波动大，次数达到判定要求的，输出WPn+1，相对WPn有的变化。在理想情况下，循环计算N次之后，达到新的稳定值。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的方法，利用波动限定值Wk、波动超限次数上限J和采样值信号队列长度N，调整信号的平滑度、响应速度，改进了普通的数字滤波方法单一的滤波方式，进一步提高了滤波的灵活性。这对于电力信号各种不同环境的应用具有重要意义。附图说明图1为本专利技术的信号流图；图2是本专利技术的处理流程示意图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。作为一个具体的实施例，图1为本专利技术的信号流图，图2是本专利技术的处理流程示意图，该测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法包括如下过程：首先获取信号的采样值；计算本次采样值和上次输出信号值的差，判断是否超过波动限定值；对连续波动次数M进行连续计数，上一步判定“是”就将M加1，判定为“否”则将M清0；判断M值是否大于0并且小于J，判断为“是”就丢弃本次采样值，判断为“否”则将本次采样值代替采样值队列的最旧值，并重新计算队列累加平均值作为输出信号值。具体的，该电力信号的数字滤波方法包括以下几个步骤：步骤1、电力信号中，最基本的就是电流电压功率信号。通过传感器获取实时电压电流信号Vt和It，模型Vt＝A1*sin(ω1t+δ1)，It＝A2*sin(ω2t+δ2)，将该信号在时间t经过采样电路的电压调制为一定范围的弱电信号Vt和It，此信号输入到芯片采样脚，经过计算得出的实时功率Pt为一个采样点。从而在数字芯片中利用一个周期所有采样点的均方根得到本次功率采样信号Wt。在此过程中，一个周波的采样分为256个点，256个点的均方根值作为本次采样的有效值。当Wst经过一个周期256个点的采集[P1,P2,P3…P255,P256]，经过均方根计算得出被采集功率的有效值Wn。下一个采样点替换256点采样点中最旧值，新的采集点[P2,P3…P256,P257]采样信号有效值Wn+1。这一步延时约为采集时间为f在市电频率频率50hz时延时t为0.078125ms。采样有效值Wn+1=(Σt=1t=256(Pt*Pt)-P1*P1+P257*P257))*1256.]]>步骤2、电力信号采样信号有效值前64次的数据存入长度为64的RAM中，此队列标记为[W1,W2…W63,W64]，其累加平均值是上一次的输出信号WPn，即计算本次采样信号和上一次输出信号的差值(Wn+1-WPn)，用这个差值的绝对值|Wn+1-WPn|代表本次采样的波动值，并对此波动值进行判断，是否超过波动限定值Wk。判断超过波动限定值的条件是这一步中，Wk为可配置量存在ROM中，一般都在E2PROM中。这一步的延时主要是减法和判断。步骤3、第2步骤中判断为超过波动限定值Wk时，将连续波动次数M加1；否则，将M值清零。此步对脉冲计数，检查是否是短时干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法，包括以下步骤：步骤1：获取信号采样值W1、W2、……、Wn、Wn+1；步骤2：计算本次采样值Wn+1和上次输出信号值WPn之差，判断是否超过限定值，如果这个差超过波动限定值Wk，将连续波动次数M加1，如果未超过波动限定值则将M清0；其中连续波动次数M是的连续次数；步骤3：判断M值是否大于0并且小于波动超限次数上限J，如果判定为“是”就丢弃本次采样值，如果判定为“否”则将本次采样值代替N个采样值组成队列里的最旧值，并计算队列的累加平均值，作为新的输出信号值；步骤4：通过判断信号波动情况，得到最终的输出信号值WPn+1。

【技术特征摘要】
1.一种测量响应时间可调的电力信号数字滤波方法，包括以下步骤：
步骤1：获取信号采样值W1、W2、……、Wn、Wn+1；
步骤2：计算本次采样值Wn+1和上次输出信号值WPn之差，判断是否超过限定值，如果这个
差超过波动限定值Wk，将连续波动次数M加1，如果未超过波动限定值则将M清0；其中连续波
动次数M是的连续次数；
步骤3：判断M值是否大于0并且小于波动超限次数上限J，如果判定为“是”就丢弃本次
采样值，如果判定为“否”则将本次采样值代替N个采样值组成队列里的最旧值，并计算队列
的累加平均值，作为新的输出信号值；
步骤4：通过判断信号波动情况，得到最终的输出信号值WPn+1。
2.根据权利要求1所述的电力信号数字滤波方法，其特征在于：步骤3中，判断连续波动
次数M是否达到波动超限次数上限J，当M等于J，判断是真实信号而非干扰信号，等同于M=0
的操作，进行滑动累加平均计算并将M清零。
3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国明，曹达，张益，钱耶兵，
申请(专利权)人：浙江涵普电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33