一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法技术

本发明专利技术属于数据处理技术领域，特别涉及一种基于FFT变换的波形数据压缩方法，包括以下步骤：步骤1、将原始波形数据通过傅里叶变换得到频谱数据；步骤2、对频谱数据处理，得到特征频谱数据；步骤3、记录特征频谱数据的数值、相位及频率，形成谱线群；步骤4、对谱线群进行反傅里叶变换，得到原始波形数据，本发明专利技术的数据远程实时传输方法可以实现在较小的网络带宽内，将大容量的振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据转换后实时传输至远程数据中心，大大降低了通讯量，实现真正的实时传输，为远程分析诊断提供基础数据。

A remote real-time transmission method for monitoring data of hydropower unit stability

The invention belongs to the field of data processing technology, in particular to a waveform data compression method based on FFT transform, including the following steps: Step 1, the original waveform data is obtained by Fourier transform to obtain spectral data; step 2, processing of the spectrum data, obtaining the characteristic spectrum data; step 3, recording characteristic spectrum data. The spectrum line group is formed by the value, phase and frequency; step 4, the spectrum line group is transformed by inverse Fourier transform to get the original waveform data. The data remote real-time transmission method of this invention can be realized in the smaller network bandwidth, and the large capacity vibration, swing, pressure pulsation and noise can be converted to real time after the stability monitoring data. Transmission to the remote data center greatly reduces the amount of communication, realizes real-time transmission, and provides basic data for remote analysis and diagnosis.

【技术实现步骤摘要】
一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法
本专利技术属于数据通信
，特别涉及一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，主要应用于各种类型的水电机组稳态下振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据的远程传输。
技术介绍
近年来，水电机组振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性参数在线监测技术得到了快速发展，并在很多水电厂得到了应用。由于水电站缺乏专业的使用人员，将在一定程度上影响水电机组稳定性参数在线监测系统在现场的使用，因此各大集团公司、流域公司均需要将各电站的水电机组稳定性在线监测数据传输至集团数据中心，由中心组织相应的专家对数据进行分析，为电站运行和检修维护提供参考意见，同时将各电站监测数据统一到集团公司也是目前各集团和流域公司管理上的需要。为真正发挥集团数据中心的作用，需要各电站将相关机组的稳定性波形数据远程实时传输到数据中心。由于各电站所处位置比较偏僻和离散，各电站至远程数据中心的网络条件通常比较有限，网络带宽一般较小，而稳定性波形数据量比较庞大，以某500转的抽水蓄能机组为例，按每周期采集256点计算，单个测点每秒的数据量约为8.6k字节，按每台机组30个测点计算，每台机组每秒数据量约为258k字节，按1个电站4台机组计算，电站每秒需传输至远程数据中心的数据量约为1M字节，因此需要占用很大的带宽资源，一般电站均无法满足该要求。即使电站侧能满足要求，远程数据中心侧需要同时接收众多电站的数据，按10个电站计算，远程数据中心侧每秒需要同时接收10M字节的数据，因此至少需要100M字节以上的专用带宽，对带宽要求极高。由此，在各电站直接将稳定性波形数据实时传输至远程数据中心需要极高的网络带宽，在网络带宽不够时就无法实现实时传输。为实现在较小的网络带宽内，将大容量的振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据实时传输至远程数据中心，本专利技术根据水电机组的运行特点和多年来的监测分析经验，结合稳定工况下的水电机组稳定性监测参数主要幅值成分通常集中在若干特征频率上的特点，开发一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输的新方法，实现了在有限网络带宽内稳定性监测原始数据的实时可靠传输。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本专利技术提供了一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，实现在较小的网络带宽内，将大容量的振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据实时传输至远程数据中心，为远程分析诊断提供基础数据。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，包括以下步骤：步骤1、对需要传输的稳定性时域波形数据转换后获取频域数据；步骤2、计算提取频域特征数据；步骤3、将频域特征数据进行远程传输至数据中心；步骤4、将频域特征数据还原成稳定性时域波形数据。本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其中，步骤1中采用时域频域转换法将数据容量较大的稳定性时域波形数据进行FFT计算转换成频域数据。本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其中，步骤2在频域数据中提取出幅值最大的50组谱线作为反映时域波形特征数据的部分频域特征数据。本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其中，步骤3中传输的频域特征数据由步骤2自动计算提取。本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其中，步骤4中数据中心先将获取到的频域特征数据还原为步骤1中的频域数据，然后采用时域频域反转换法将该频域数据转换成稳定性时域波形数据。本专利技术的有益效果是：对比现有技术，本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，具有以下优点：1、采用时域频域转换法将大容量的稳定性数据转换成小容量的频域特征数据传递，大大降低了数据的通讯量，较现有直接传输技术减少了92.7%的传输量；2、由于现有技术数据量大，因此传输时间间隔较长，本专利技术的传输方法，大大降低了通讯量，实现真正的实时传输；3、现有技术对带宽要求极高，本专利技术的传输方法对网络带宽要求较低，数据传输更可靠。附图说明图1是本专利技术所述水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法的流程图。图2是本专利技术实施例所述需要传输的稳定性原始时域波形数据波形图。图3是本专利技术实施例所述频域数据波形图。图4是本专利技术实施例所述频域特征数据还原成稳定性时域波形数据后的波形图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本专利技术的优点及相对于现有技术的突出贡献，可以理解的，下述的实施例仅是对本专利技术较佳实施方案的详细说明，不应该解释为对本专利技术技术方案的任何限制。在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本专利技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。如图1所示的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，包括以下步骤：步骤1、对需要传输的稳定性时域波形数据转换后获取频域数据；步骤2、计算提取频域特征数据；步骤3、将频域特征数据进行远程传输至数据中心；步骤4、将频域特征数据还原成稳定性时域波形数据。其中，步骤1中采用时域频域转换法将数据容量较大的稳定性时域波形数据进行FFT计算转换成频域数据。其中，步骤2在频域数据中提取出幅值最大的50组谱线作为反映时域波形特征数据的部分频域特征数据。其中，步骤3中传输的频域特征数据由步骤2自动计算提取。其中，步骤4中数据中心先将获取到的频域特征数据还原为步骤1中的频域数据，然后采用时域频域反转换法将该频域数据转换成稳定性时域波形数据。如图2所示为本专利技术实施例监测参数的需传输的稳定性原始时域波形数据，根据水电机组的运行特点和多年来的监测分析经验可以发现，对于稳定工况下的水电机组稳定性监测参数，其幅值主要成分通常集中在若干特征频率上。如图3为对图2中需传输的稳定性原始时域波形数据进行FFT计算后获取的频域数据（2048组谱线，数据量为4096个浮点数），其主要成分集中在1X、2X、3X、6X、5X和13X谱线上，本方法自动计算提取最大的50组谱线作为频域特征数据，在传输过程中仅仅传输该频域特征数据，因此传输的数据量只有150个浮点数（每组谱线占用3个浮点数），传输数据压缩为原数据的3.7%。远程数据中心接收到频域特征数据后，将50组谱线还原为2048组谱线（其余谱线均置为0）的频域数据，再通过时域频域反转换法将该频域数据转换成时域波形数据，由于其余的1998组谱线数据所占的成分极小，作为0处理导致的时域波形数据失真度极小，不影响相关的监测分析和诊断效果。图4为还原后的时域波形数据，与图2比较基本没有失真。本专利技术的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，实现在较小的网络带宽内，将大容量的振动、摆度、压力脉动和噪声等稳定性监测数据实时传输至远程数据中心，为远程分析诊断提供基础数据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对需要传输的稳定性时域波形数据转换后获取频域数据；步骤2、根据水电机组稳定性数据特征，计算提取频域特征数据；步骤3、将频域特征数据进行远程传输至数据中心；步骤4、将频域特征数据还原成稳定性时域波形数据。

【技术特征摘要】
1.一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对需要传输的稳定性时域波形数据转换后获取频域数据；步骤2、根据水电机组稳定性数据特征，计算提取频域特征数据；步骤3、将频域特征数据进行远程传输至数据中心；步骤4、将频域特征数据还原成稳定性时域波形数据。2.根据权利要求1所述的一种水电机组稳定性监测数据远程实时传输方法，其特征在于：所述步骤（1）中采用时域频域转换法将数据容量较大的稳定性时域波形数据进行FFT计算转换成频域数据。3.根据权利要求1所述的一种水电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩宇，曾广移，李德华，郑松远，陈泽阳，栾大亮，黄小凤，
申请(专利权)人：南方电网调峰调频发电有限公司，北京华科同安监控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44