一种电力信号数字滤波方法技术

本发明专利技术公开一种电力信号数字滤波方法，该方法包括以下步骤：步骤1：获取保护级采样值WS1、采样波动限定值Wk、采样额定值W、采样波动连续超限次数上限J1、采样连续超额次数上限J2、和测量级采样值WS2；步骤2：对保护级采样值WS1进行分析：结合步骤1给定的参数，对检测到采样波动和采样超额进行计数来滤除偶然干扰；根据分析结果选择保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2作为本次滤波采样值；步骤3：将步骤2获得的滤波采样值进行累加、求平均计算，得出累加平均值，作为测量输出值。

【技术实现步骤摘要】
一种电力信号数字滤波方法
本专利技术涉及电力系统中的电力信号的处理技术，具体涉及一种具备测量级准确度与保护级动态范围的电力信号数字滤波方法。
技术介绍
随着现代化工业的不断发展，电力需求越来越大，电力输送的稳定性越来越重要，人们对电力信号监控的测量精度、响应时间、干扰滤波提出了更高要求。本专利技术中提及的数字滤波主要针对电力系统中信号采样值在输出前进行的处理。通常而言，在电力信号的变送输出中，系统稳定、测量精度、响应时间和干扰滤波并重是目前解决的核心和难点。电力信号的一般数字滤波中，电信号被采样电路转化成采样值后，将连续N次转化所得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，用这个计算值相对上次输出值的波动被均分为平均了波动幅度，但对测量输出的动态响应和准确性并无作用，抗干扰能力也有待提高。在分布式发电系统中，有需要测量准确性的监控要求，有需要很好的动态响应保证实时性的场合，也有同时兼顾准确度和动态响应以适应高要求的环境，这样就需要一种即保证测量级准确度又保证保护级动态响应的测量装置。因此，本文提出了一种具备测量级准确度与保护级动态范围的电力信号数字滤波方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具备测量级准确度与保护级动态范围的电力信号数字滤波方法，其利用对检测到采样波动和采样超额进行计数来滤除偶然干扰。另外将相应的参数都作为可配置量，来适应不同的应用中对环境的适应性。为达到以上目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种电力信号数字滤波方法，该方法包括以下步骤：步骤1：获取保护级采样值WS1、采样波动限定值Wk、采样额定值W、采样波动连续超限次数上限J1、采样连续超额次数上限J2、和测量级采样值WS2；步骤2：对保护级采样值WS1进行分析，结合步骤1给定的参数，对检测到采样波动和采样超额进行计数来滤除偶然干扰；根据分析结果选择保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2作为本次滤波采样值；也就是说，按分析结果选择保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2作为有效的滤波采样值，并将有效的滤波采样值替换采样队列的最旧值；步骤3：将步骤2获得的滤波采样值进行累加、求平均计算，得出累加平均值，作为测量输出值，将测量输出值记为WPn。然后重复步骤1-3，获得下一次的测量输出值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过各项可配置参数的分析，选择是测量级采样值参数或者保护级采样值参数进入采样队列，再进行算术平均滤波并输出。进一步的，步骤1具体包括，通过保护级传感器和测量级传感器获取电力信号，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的保护级采样值WS1和测量级采样值WS2；同时设置好各项参考量：采样波动限定值Wk、采样额定值W、采样波动连续超限次数上限J1、采样连续超额次数上限J2，获取上一次测量输出值WPn。进一步的，步骤2中，本步骤根据步骤1给定的参数分析，判断出我们需要的是保护级采样值还是测量级采样值作为本次滤波采样值，或者丢弃采样值。具体的，步骤2包括如下过程：步骤(2.A)：如果|W1-WPn|≥Wk成立，则计算|W1-WPn|超出采样波动限定值Wk的次数M1；如果M1≥J1，即本次WS1波动大于采样波动限定值Wk次数足够多，排除偶然的脉冲干扰，由于一般保护级测量的动态范围更大，取WS1作为本次滤波采样值Wn+1；如果M1<J1，即本次WS1波动大于采样波动限定值Wk次数还少，可能是偶然的脉冲干扰，丢弃当前电力实时采样值WS1、WS2；步骤(2.B)：如果|W1-WPn|≥Wk不成立，继而判断W1≥W是否成立，如果成立则计算WS1超出采样额定值W的次数M2；如果M2≥J2，本次WS1大于采样额定值W次数足够多，排除偶然的脉冲干扰，由于一般保护级测量的动态范围更大，取WS1为本次滤波采样值Wn+1；如果M2<J2，本次WS1大于采样额定值W次数很少，可能是偶然的脉冲干扰，由于测量级测量的准确度好，动态范围小，取WS2作为本次滤波采样值Wn+1；步骤(2.C)：如果|W1-WPn|≥Wk不成立，继而当W1≥W也不成立时，说明此时测量采样值处于稳态，并在采样额定值W之内，此时取测量准确度高的WS2作为本次滤波采样值Wn+1。进一步的，步骤3是进行滑动累加平均计算。其具体包括如下过程：将步骤2获得的本次滤波采样值记为Wn+1，将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]，然后计算出累加平均值Wpn+1作为输出信号。N可配置，其大小决定滑动累加平均的速度。N＝1的时候，采样值直接作为测量输出值，响应实时快速。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的方法，利用保护级采样值WS1，采样波动限定值Wk，采样额定值W，采样波动连续超限次数上限J1，采样连续超额次数上限J2，测量级采样值WS2和采样值信号队列长度N，调整测量输出信号的平滑度、响应速度和准确度，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为本专利技术的处理流程示意图；图2是本专利技术的信号流图。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为本专利技术的处理流程示意图，图2为信号流图，首先获取保护级采样值WS1，采样波动限定值Wk，采样额定值W，采样波动连续超限次数上限J1，采样连续超额次数上限J2，测量级采样值WS2；然后对WS1参考各设置参数分析，选择合适的采样值(保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2)作为本次滤波采样值；然后将获得的多次滤波采样值进行累加、求平均计算，得出累加平均值，作为测量输出值。具体的，参见图1和图2，该电力信号的数字滤波方法包括四个步骤：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，即计算本次保护级采样值和上次测量,输出值的差值|W1-WPn|，用这个差值的绝对值|W1-WPn|代表本次采样的波动值，并对此波动值进行判断，是否超过采样波动限定值Wk。判断公式是同时，根据需要判断本次滤波采样值是否超过采样额定值W，即W1≥W。同时对于和W1≥W的判断成功计数M1和M2，对M1和M2各自判断波动超限次数上限M1≥J1和额定超限次数上限M2≥J2，根据这四个判断标准有以下的情形：步骤3、上一步是丢弃采样值WS1和WS2时，将上一次的输出信号WPn作为本次的输出信号WPn+1，这样偶然的脉冲干扰被滤除，电力信号变送输出稳定，记WPn+1＝WPn。在采用WS1或WS2作为滤波采样值时，本次采样值为有效数据，将本次滤波采样值Wn+1替换RAM中长度为64的采样信号队列[W1,W2…W65,W64]中的最旧值WS1，第一次替换，即用W65替换W1，最旧值的位置随着采样次数K变化为变化；将这个采样值队[W2…W63,W64,W65]做累加平均计算，得出本次输出信号这一步中，采样信号队列长度64，采样波动限定值Wk，采样额定值W，采样波动连续超限次数上限J1，采样连续超额次数上限J2，存在RO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力信号数字滤波方法，该方法包括以下步骤：步骤1：获取保护级采样值WS1、采样波动限定值Wk、采样额定值W、采样波动连续超限次数上限J1、采样连续超额次数上限J2、和测量级采样值WS2；步骤2：对保护级采样值WS1进行分析：结合步骤1给定的参数，对检测到采样波动和采样超额进行计数来滤除偶然干扰；根据分析结果选择保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2作为本次滤波采样值；步骤3：将步骤2获得的滤波采样值进行累加、求平均计算，得出累加平均值，作为测量输出值WPn。

【技术特征摘要】
1.一种电力信号数字滤波方法，该方法包括以下步骤：步骤1：获取保护级采样值WS1、采样波动限定值Wk、采样额定值W、采样波动连续超限次数上限J1、采样连续超额次数上限J2、和测量级采样值WS2；其中，保护级采样值WS1定义如下：其中，Pt为t时刻的实时功率，P1为t＝1时的实时功率，P257为t＝257时的实时功率；步骤2：对保护级采样值WS1进行分析：结合步骤1给定的参数，对检测到采样波动和采样超额进行计数来滤除偶然干扰；根据分析结果选择保护级采样值WS1或者测量级采样值WS2作为本次滤波采样值；步骤3：将步骤2获得的滤波采样值进行累加、求平均计算，得出累加平均值，作为测量输出值Wpn；所述步骤2具体包括如下过程：如果|W1-Wpn|≥Wk成立，则计算|W1-Wpn|超出采样波动限定值Wk的次数M1；如果M1≥J1，则取WS1作为本次滤波采样值Wn+1；如果M1＜J1，则丢弃当前电力实时采样值WS1、WS2；其中，W1是第一次采样的信号有效值；Wpn是上一次的滤波采样值的累加平均值；如果|W1-Wpn|≥Wk不成立，同时W1≥W成立，则计算WS1超出采样额定值W的次数M...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国明，周乾，陆奇光，杨丹萍，干晓明，
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