电网数据无损压缩方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电网数据无损压缩方法及装置。该方法包括：处理获取的原始数据，确定单个采样点的采集精度和/或采样频率；分别按照预先设定的多个压缩子算法，提取与每一压缩子算法数对应的特征字段，所述特征字段为：单个采样点，或描述一个周波的全部采样点；根据与每一压缩子算法对应的特征字段及所述特征字段的数据宽度，确定以每一压缩子算法处理所述原始数据时得到的压缩比；根据预先设定的目标压缩比，确定与目标压缩比匹配的目标压缩子算法；根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列。该方法减少了传输通道的带宽占用时间，提高了传输效率；有利于实现低速高效传输。

Lossless Compression Method and Device for Power Network Data

【技术实现步骤摘要】
电网数据无损压缩方法和装置
本专利技术属于数据压缩
，具体涉及一种电网数据无损压缩方法及装置。
技术介绍
当前，处理电网数据的设备在进行电网数据传输时，大多不对电网数据进行压缩，因此，传输通道上的传输负担重，传输效率低下。尤其当设备使用各自的本地接口(如串口、火线、GPIB、USB等)进行通信时，为了实时传输电网数据，需要提高本地接口的通信速率来提高数据传输速度(如，串口通信时的波特率)，从而增大了设备功耗。另外，在部分场景中，提高本地接口的通信速率将降低设备的抗干扰能力。
技术实现思路
本专利技术提供一种电网数据无损压缩方法及装置，以克服目前电网数据传输数据量大、传输设备功耗大的问题。第一方面，本专利技术提供一种电网数据无损压缩方法，包括以下步骤：处理获取的原始数据，确定单个采样点的采集精度和/或采样频率；分别按照预先设定的多个压缩子算法，提取与每一压缩子算法数对应的特征字段，所述特征字段为：单个采样点，或描述一个周波的全部采样点；根据与每一压缩子算法对应的特征字段及所述特征字段的数据宽度，确定以每一压缩子算法处理所述原始数据时得到的压缩比；根据预先设定的目标压缩比，确定与目标压缩比匹配的目标压缩子算法；根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，在生成特征序列及补充描述数据序列之后，还包括：将所述特征字段、所述特征字段的数据宽度、所述目标压缩子算法的算法标识填充到待传输的数据帧的数据头部分；及将所述特征序列及所述补充描述数据序列填充到待传输的数据帧的数据体部分；将所述待传输的数据帧发送至目标设备。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列，包括：以所述特征字段的数据宽度为处理所述原始数据时的步长；对每一数据宽度的原始数据，在执行所述目标压缩子算法时，将特征序列中对应的当前位置，设置为压缩有效标识；并在补充描述数据序列的末尾追加由所述目标压缩子算法确定的所述数据宽度的原始数据对应的补充描述差异值；在不执行所述目标压缩子算法时，将特征序列对应的当前位，设置为压缩无效标识；并在补充描述数据序列的末尾追加所述原始数据。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述压缩子算法为等差数据压缩：取特征字段为原始数据的第一个采样点；针对原始数据的每一个采样点，将所述采样点的值与其前一个采样点的值做差，得到的差值为所述补充描述数据序列中与所述采样点对应的补充描述差异值。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述压缩子算法为等比数据压缩：取特征字段为原始数据的第一个采样点；针对原始数据的每一个采样点，将所述采样点的值与其前一个采样点的值做除，得到的商值为所述补充描述数据序列中与所述采样点对应的补充描述差异值。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述压缩子算法为周期数据压缩：取特征字段为原始数据中第一个完整的电压周波或电流周波内全部的采样点；以电压周波或电流周波内的采样点的个数为间隔，将原始数据中的其他采样点或全部采样点划分为多个待处理数据组；针对每个所述待处理数据组，将所述待处理数据组与其前一个的待处理数据组逐点做减法或除法，得到的差值或商值为所述补充描述数据序列中与所述待处理数据对应的补充描述差异值。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述压缩子算法为正弦数据压缩：取特征字段为原始数据中第一个完整的正弦周波内全部的采样点；以所述正弦周波内全部的采样点的个数为间隔，将原始数据中的其他采样点或全部采样点划分为多个待处理数据组；针对每个所述待处理数据组，将所述待处理数据组与其前一个的待处理数据组逐点做减法或除法，得到的差值或商值为所述补充描述数据序列中与所述待处理数据对应的补充描述差异值。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，所述压缩比为：(特征序列的长度+补充描述数据序列的长度)/原始数据的长度。进一步地，所述的电网数据无损压缩方法，在将所述待传输的数据帧发送至目标设备之后，还包括：从接收到的数据帧中提取出特征字段、特征字段的数据宽度、压缩算法标识、特征序列和补充特征数据序列，执行压缩算法标识对应的解压缩子算法，得到原始的电网数据；其中，所述压缩算法标识对应的解压缩子算法与所述压缩算法标识对应的压缩子算法为互逆的操作。第二方面，本专利技术提供一种电网数据无损压缩装置，包括：源设备，用于执行上述的数据压缩方法；目标设备，用于执行上述的数据解压缩方法；所述源设备和所述目标设备采用低速传输通道通信连接。与现有技术相比，本专利技术提供的电网数据无损压缩方法及装置，针对电网数据相似度高的特点，在源设备侧，在传输之前，采用特征字段对波形数据进行压缩，减少了数据量，减轻了传输负担；减少了传输通道在两侧的源设备和目标设备的带宽占用时间，提高了传输效率；有利于降低传输通道两侧的源设备和目标设备的数据传输速度，在低速率通信介质上实现了高效率的数据传输。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为本专利技术优选实施方式的电网数据无损压缩方法的流程示意图；图2为本专利技术优选实施方式的电网数据无损压缩装置的组成示意图；图3是本专利技术优选实施方式的波形曲线数据压缩方法的流程示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。目前，各种场景中，电网数据在不同设备之间传输。这些设备间在传输电网数据时，通常利用本地接口，并采用低速率通信介质，如，同轴电缆或USB数据线。目前，数据传输过程中，需要长时间占用带宽传输大量的相似波形数据。因此，电网数据的传输效率低，设备功耗大。如，将单相计量芯片或三相计量芯片实时采集的电网数据向智能变电站中的各设备传输时，数据传输效率低、设备功耗大，甚至处于较高水平的本地接口的通信速率显著降低了设备的抗干扰能力。因此，传输通道两端的源设备侧在利用预先约定的通信协议向目标设备侧传输数据时，将电网数据处理之后再填充到数据帧中，作为数据载荷进行传输，是可行的提高数据传输效率的方法。本专利技术实施例中，传输通道一端的目标设备在利用预先设定的通信协议发送数据时，将计量芯片实时采集的原始电网数据处理后作为数据帧中的载荷部分进行传输；传输通道另一端的目标设备在利用预先设定的通信协议接收数据时，从数据帧中提取得到载荷部分，并经过解压缩处理后，得到计量芯片实时采集的原始电网数据。利用本专利技术实施例的数据压缩方法处理原始电网数据，显著降低了数据的规模，因此提高了数据传输效率。本专利技术提供的电网数据无损压缩方法及装置针对电网数据相似度高的特点，在源设备侧，在传输之前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网数据无损压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：处理获取的原始数据，确定单个采样点的采集精度和/或采样频率；分别按照预先设定的多个压缩子算法，提取与每一压缩子算法数对应的特征字段，所述特征字段为：单个采样点，或描述一个周波的全部采样点；根据与每一压缩子算法对应的特征字段及所述特征字段的数据宽度，确定以每一压缩子算法处理所述原始数据时得到的压缩比；根据预先设定的目标压缩比，确定与目标压缩比匹配的目标压缩子算法；根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列。

【技术特征摘要】
1.一种电网数据无损压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：处理获取的原始数据，确定单个采样点的采集精度和/或采样频率；分别按照预先设定的多个压缩子算法，提取与每一压缩子算法数对应的特征字段，所述特征字段为：单个采样点，或描述一个周波的全部采样点；根据与每一压缩子算法对应的特征字段及所述特征字段的数据宽度，确定以每一压缩子算法处理所述原始数据时得到的压缩比；根据预先设定的目标压缩比，确定与目标压缩比匹配的目标压缩子算法；根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列。2.根据权利要求1所述的电网数据无损压缩方法，其特征在于，在生成特征序列及补充描述数据序列之后，还包括：将所述特征字段、所述特征字段的数据宽度、所述目标压缩子算法的算法标识填充到待传输的数据帧的数据头部分；及将所述特征序列及所述补充描述数据序列填充到待传输的数据帧的数据体部分；将所述待传输的数据帧发送至目标设备。3.根据权利要求1所述的电网数据无损压缩方法，其特征在于，所述根据所述目标压缩子算法及对应的特征字段，处理所述原始数据，并生成特征序列及补充描述数据序列，包括：以所述特征字段的数据宽度为处理所述原始数据时的步长；对每一数据宽度的原始数据，在执行所述目标压缩子算法时，将特征序列中对应的当前位置，设置为压缩有效标识；并在补充描述数据序列的末尾追加由所述目标压缩子算法确定的所述数据宽度的原始数据对应的补充描述差异值；在不执行所述目标压缩子算法时，将特征序列对应的当前位，设置为压缩无效标识；并在补充描述数据序列的末尾追加所述原始数据。4.根据权利要求1所述的电网数据无损压缩方法，其特征在于，所述压缩子算法为等差数据压缩：取特征字段为原始数据的第一个采样点；针对原始数据的每一个采样点，将所述采样点的值与其前一个采样点的值做差，得到的差值为所述补充描述数据序列中与所述采样点对应的补充描述差异值。5.根据权利要求1所述的电网数据无损压缩方法，其特征在于，所述压缩子算法为...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫钟兴，祝恩国，邹和平，郭亮，杨剑，刘兴奇，张宇鹏，朱子旭，许岳楼，韩月，叶方彬，赵晓燕，屈国栋，王朝亮，赵羚，王伟峰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网山东省电力公司，国网山东省电力公司烟台供电公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11