本发明专利技术提供一种电流采集装置在线自校准方法，包括：在电流采集装置中加入高精度源，同步采集高精度源输出信号和负载信号，提取高精度源的特征数据；基于高精度源的特征数据，剔除异常通道；基于正常通道采集的特征数据，构建高精度源误差模型，对高精度源进行状态判断及在线校准；在高精度源稳定时，构建各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，计算高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量，结合出厂检定结果对比，对电流采集装置各通道进行在线校准。本发明专利技术方法的提出可有效保证电流采集装置长期在线运行过程中的稳定性，减小了装置偏移引入的误差，提高了负载信号采集的准确性；同时有效解决了人员到现场检测的繁琐性，降低了检测成本。降低了检测成本。降低了检测成本。
【技术实现步骤摘要】
一种电流采集装置在线自校准方法
[0001]本专利技术涉及电力计量在线自校准领域，更具体地，涉及一种电流采集装置在线自校准方法。
技术介绍
[0002]现有的电流信号采集装置可对设备的电流信号进行采集，从而实现对设备的自动化监测与控制。但考虑到电流采集装置在运行过程中会受到现场环境、电应力等因素的影响，而出现性能退化、误差超差等现象，从而影响信号采集的准确性。如何实现电流采集装置采集过程中的在线自校准，以尽量消除或降低计量装置本身引入的误差，提高信号采集的准确度是本研究的重点。
[0003]目前，对电流采集装置的校准方式主要有两种：第一种：为保证电流采集装置运行过程中的稳定性，目前主要采用离线校验的方式对装置进行校准，通过将装置从安装现场进行人工拆卸后带回实验室进行校准，或者采用便携式的校准装置在现场对装置进行校准。
[0004]第二种：通过在采集装置中加入基准源，以基准源的基准值确定校准表达式，并根据校准表达式确定目标信号的参数值，从而实现采集装置无需拆卸条件下的在线校验。
[0005]采用上述第一种方案的缺陷为：离线校验过程中需要人员到现场对采集装置进行拆卸，影响了装置监测的连续性，同时存在现场接线复杂，人力、物力资源消耗大等问题。
[0006]采用上述第二种方案的缺陷为：装置的校准标准是以基准源为依据确定的，但随着运行时间的推移，基准源本身可能会发生状态漂移，而本方案中基准源状态未知。
技术实现思路
[0007]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电流采集装置在线自校准方法，包括：在电流采集装置中加入高精度源，同步采集高精度源输出信号和负载信号，提取高精度源的特征数据；基于高精度源的特征数据及各通道间的相关性，构建特征参量，以及基于所述特征参量的离群特性，剔除电流采集装置中的异常通道；基于正常通道采集的特征数据，构建高精度源误差模型，并基于高精度源误差模型，对高精度源进行状态判断及在线校准；在高精度源稳定的情况下，构建各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，以及基于构建的各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，计算高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量；基于高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量与出厂检定结果对比，对电流采集装置各通道进行在线校准。
[0008]本专利技术提供的一种电流采集装置在线自校准方法，通过在电流采集装置中加入高精度源从而实现了电流采集装置在运过程中的实时自校准，并通过对电流采集装置中多通道数据进行大数据分析，实现对高精度运行状态的判断及校准；在负载信号连续监测的条件下，实现电流采集装置的在线自校准。
附图说明
[0009]图1为本专利技术提供的一种电流采集装置在线自校准方法流程图；图2为电流采集装置结构示意图；图3为电流采集装置各通道的校准方法流程示意图；图4为BP神经网络结构示意图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0011]实施例一一种电流采集装置在线自校准方法，参见图1，该电流采集装置在线自校准方法包括：在电流采集装置中加入高精度源，同步采集高精度源输出信号和负载信号，提取高精度源的特征数据。基于高精度源的特征数据及各通道间的相关性，构建特征参量，以及基于所述特征参量的离群特性，剔除电流采集装置中的异常通道；基于正常通道采集的特征数据，构建高精度源误差模型，并基于高精度源误差模型，对高精度源进行状态判断及在线校准；在高精度源稳定的情况下，构建各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，以及基于构建的各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，计算高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量；基于高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量与出厂检定结果对比，对电流采集装置各通道进行在线校准。
[0012]本专利技术提出了一种电流采集装置在线自校准方法，通过在电流采集装置中加入高精度源从而实现了电流采集装置在运过程中的实时自校准，并通过对装置中多通道数据进行大数据分析，实现对高精度运行状态的判断及校准。
[0013]实施例二一种电流采集装置在线自校准方法，包括：S1，在电流采集装置中加入高精度源，同步采集高精度源输出信号和负载信号，提取高精度源的特征数据。
[0014]可以理解的是，参见图2，为电流采集装置的结构示意图，本专利技术实施例在电流采集装置中加入高精度源。电流采集装置包括电流电压变换模块、电压信号转换模块。其中电压信号转换模块主要由高精度源、信号调理单元、A/D转换单元、合并控制核心单元组成。本专利技术主要是针对电压信号转换模块进行在线自校准，以提高电流采集装置运行过程的准确度。同时考虑到高精度源信号同时叠加时，各通道间负载信号会对高精度源信号产生干扰，这里在各通道上设计了单掷开关实现高精度源信号的引入。
[0015]其中，电流采集装置中电压信号转换模块的各个单元的功能如下：（1）高精度源的特征在于频率可调，同时稳定性高。
[0016]1）高精度源频率设置。
[0017]为了实现在线运行过程中高精度源信号与负载信号的准确分离、提取，高精度源设置的输出信号频率应与负载信号频率H0相差异。同时考虑到不同频率条件下，电容阻抗对信号的幅值、相位影响不同，为实现对H0频率下负载信号的校准，高精度源选取了邻近的多个频率H1、H2、H3…
H
N
（其中H1＜H2＜H3＜
…
＜H0＜
…
＜H
N
‑1＜H
N
）进行信号输出。
[0018]2）高精度源幅值设置。
[0019]考虑到大信号叠加会影响模数转换单元AD的采样量程，将可能影响负载信号的采样精度，因而高精度源信号设置为微信号，通过微信号的变化，结合AD采集的模型函数，实现负载信号的校准。
[0020]3）高精度源相位设置。
[0021]为跟踪各通道的相位数据，实现各通道相位的校准，从合并控制核心单元引出同步信号，同步发送给高精度源、A/D转换单元。
[0022]4)出厂检定。
[0023]在出厂前对电流采集装置的信号调理单元、A/D转换单元进行校准，用校准后的信号调理单元、A/D转换单元对高精度源H0频率下的参数进行检定，获取各通道H0频率下的信号源幅值，并通过对比高精度源与A/D转换单元间的时延，获取各通道H0频率下信号源相位：。
[0024]（2）信号调理单元通过阻抗匹配、增益调节、差分放大及滤波等模拟电路实现信号调理。
[0025]（3）A/D转换单元基于负载电压信号、高精度信号源电压校准信号的不同频率，将两种信号的合成波形通过傅里叶变换分离出来，并完成电压特征信息的精确提取。这里要特别提到的是，当选取的高精度信号源的校准信号频率与负载电压信号频率相近时，要通过高频次的采样频率来保证频率的分辨率，从而实现两种邻近不同频率的信号的分离。
[0026]（4）合并控制核心单元实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电流采集装置在线自校准方法，其特征在于，包括：在电流采集装置中加入高精度源，同步采集高精度源输出信号和负载信号，提取高精度源的特征数据；基于高精度源的特征数据及各通道间的相关性，构建特征参量，以及基于所述特征参量的离群特性，剔除电流采集装置中的异常通道；基于正常通道采集的特征数据，构建高精度源误差模型，并基于高精度源误差模型，对高精度源进行状态判断及在线校准；在高精度源稳定的情况下，构建各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，以及基于构建的各通道的幅值与频率模型和相位与频率模型，计算高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量；基于高精度源在负载频率下的幅值参量和相位参量与出厂检定结果对比，对电流采集装置各通道进行在线校准。2.根据权利要求1所述的在线自校准方法，其特征在于，所述高精度源的特征数据包括高精度源的幅值和相位，所述基于高精度源的特征数据及各通道间的相关性，构建特征参量，包括：t时刻，第i个通道采集的高精度源的幅值、相位表示为：；其中，为高精度源出厂检定幅值，为高精度源在运行过程中t时刻产生的幅值相对误差，为第i个通道在运行过程中t时刻产生的幅值相对误差，为高精度源出厂检定相位，为高精度源在运行过程中t时刻产生的相位误差，为第i个通道在运行过程中t时刻产生的相位误差；在同一高精度源的前提下，各通道的t时刻的采集的电压幅值、相位分别具有如下关系：；对t时刻电流采集装置的n个通道可构建特征参量：；；其中，表示第n个通道、t时刻采集的高精度源幅值数据；表示第n个通道、t时刻采集的高精度源相位数据。3.根据权利要求2所述的在线自校准方法，其特征在于，所述基于所述特征参量的离群
特性，剔除电流采集装置中的异常通道，包括：对于k时刻，选取时间段内各通道的幅值参量和相位参量构成二维平面坐标点，其中j∈[k
‑
m,k]；采用局部异常因子LOF算法计算出k时刻各样本点的异常分数，根据异常分数完成异常通道的判断与剔除；其中，k时刻的样本点包括：。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的在线自校准方法，其特征在于，所述基于正常通道采集的特征数据，构建高精度源误差模型，包括：采用L阶代数多项式构建高精度源误差模型G(t)：；其中，，为的各阶系数，设定L为10以内的常数，通过计算验证确定；采用阶的自回归模型构建通道的误差模型：；其中，为白噪声，为算子多项式，，设定为10以内的常数；电流采集装置n个通道t时刻采集的误差参量均值x(t)表示为：；根据电流采集装置n个通道t时刻采集的误差参量均值x(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣霞，陈勉舟，朱江，郑强，方攀，曹炳芮，胡常洲，
申请(专利权)人：武汉格蓝若智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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