一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法技术

本发明专利技术提出了一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，包括以下步骤：步骤1，电网内的待识别设备即发射设备向电网中发射包含特定编码的特征电流；步骤2，电网中的接收设备对电流进行缩小并对电流信号进行采样，得到采样结果；步骤3，对采样结果进行特征电流提取并解调，得到解调信息；步骤4，比较解调信息和预期数据，完成所述的台区识别，建立台区关系；本发明专利技术减小特征电流提取的计算复杂度和识别成功率。即能提高性能，又能降低设备成本；简化了运算公式，降低了硬件成本和系统方案的复杂度；极大的消除工频50Hz及其谐波的大信号的干扰，提高了性能。提高了性能。提高了性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法


[0001]本专利技术涉及一种台区识别方法，特别是一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法。

技术介绍

[0002]台区是一台变压器输电至用户电表侧的供电区域，台区内有连接着大量的电气设备，这些设备部署在台区内的各个地方，其布线复杂，上下游关系不明。这些设备的线路连接网络拓扑关系，对于电力运管部门的管理及服务提供了至关重要的依据，对于线路故障点位置及线损等问题排查提供了快速的定位作用。
[0003]因此，如何提供一种用于低压台区拓扑关系识别的信号调制解调方法来明确台区内电气设备的上下游关系是本领域技术人员亟需解决的问题。
[0004]户表内发射出特定频率的特征电流信号并叠加在户表原有的工频电流信号中传输，
[0005]接收模块，设置于表箱的断路器位置，用于接收户表传输给表箱的工频电流信号，并能够提取工频电流信号中的特征电流信号；
[0006]台区内的大量电器设备，会对电力线产生各种干扰，这样会影响特征电流的识别成功率。
[0007]由于特征电流提取，需要数字信号处理，运算量大。但是终端设备价格低廉，对成本控制要求很高，因此要在保证识别成功率的基础上，尽量减小计算的复杂度。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，包括以下步骤：
>[0010]步骤1，电网内的待识别设备即发射设备向电网中发射包含特定编码的特征电流；
[0011]步骤2，电网中的接收设备对电流进行缩小并对电流信号进行采样，得到采样结果；
[0012]步骤3，对采样结果进行特征电流提取并解调，得到解调信息；
[0013]步骤3中所述的特征电流提取并解调的方法包括：
[0014]步骤3
‑
1，根据Z平面特性设计滤波器，方法包括：
[0015]步骤3
‑1‑
1，根据特征电流的频点设置极点和零点；，具体包括：
[0016]设置极点：
[0017]在Z平面中，特征电流对应的两个频点分别设置一个极点；
[0018]设置零点：
[0019]在Z平面上每隔的弧度，设置n个零点；其中，n满足工频50Hz和50Hz谐波对应的Z
平面单位圆上的点，落在这n个零点里面。
[0020]步骤3
‑1‑
2，计算得到Z平面的传递函数，具体包括：
[0021]根据步骤3
‑1‑
1设置的零点，对应的多项式为：
[0022][0023]根据步骤3
‑1‑
1设置的极点，对应的多项式为：
[0024]1‑
e
2*π*f/fs
Z
‑1[0025]则Z平面的传递函数为：
[0026][0027]其中，n为零点的最大阶数；f为预设频率即为特征电流对应的频点，fs是电流数据采集的采样率。
[0028]设定fs＝6400Hz，n＝3456。
[0029]设定f＝783.333Hz或883.333Hz。
[0030]步骤3
‑
2，使用所述滤波器提取特征电流，并解调，具体方法包括：
[0031]根据Z平面传递函数H(Z)的逆Z变换原理，计算得到m时刻处理后的数据h(m)：
[0032]h(m)＝x(m)
‑
x(m
‑
t)+e
2*π*f/fs
*h(m
‑
1)
[0033]其中，x(m)代表m时刻的采样数据；x(m
‑
t)代表m
‑
t时刻的采样数据。
[0034]所述的解调的方法为：根据h(m)，得到解调后的解调信息，具体方法如下：
[0035]对处理后的数据h(m)，在0.6s时间内的数据绝对值积分，根据积分大小判断，得到二进制值0或1；最终通过判断是否收到所述特定编码，来确定是否收到特征电流。
[0036]所述特定编码是0xAAE9。
[0037]步骤4，比较解调信息和预期数据，完成所述的台区识别，建立台区关系。
[0038]有益效果：
[0039]减小特征电流提取的计算复杂度和识别成功率。即能提高性能，又能降低设备成本。
[0040]简化了运算公式，降低了硬件成本和系统方案的复杂度。
[0041]极大的消除工频50Hz及其谐波的大信号的干扰，提高了性能。
附图说明
[0042]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0043]图1是本专利技术工作流程示意图。
[0044]图2是极点位置示意图。
[0045]图3是幅度响应特性示意图。
[0046]图4是处理数据流程图。
[0047]图5是特征电流码位示意图。
[0048]图6是特征电流波形示意图。
[0049]图7是特征电流处理后绝对值波形示意图。
[0050]图8是fs＝6400Hz采集到原始数据的频域数据示意图。
[0051]图9是f＝783.333Hz时经过处理后的频域数据示意图。
具体实施方式
[0052]如图1所示，一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，包括以下步骤：
[0053]步骤1，电网内的待识别设备即发射设备向电网中发射包含特定编码的特征电流；
[0054]步骤2，电网中的接收设备对电流进行缩小并对电流信号进行采样，得到采样结果；
[0055]步骤3，对采样结果进行特征电流提取并解调，得到解调信息；
[0056]步骤3中所述的特征电流提取并解调的方法包括：
[0057]步骤3
‑
1，根据Z平面特性设计滤波器，方法包括：
[0058]步骤3
‑1‑
1，根据特征电流的频点设置极点和零点；，具体包括：
[0059]设置极点：
[0060]在Z平面中，特征电流对应的两个频点分别设置一个极点；
[0061]设置零点：
[0062]在Z平面上每隔的弧度，设置n个零点；其中，n满足工频50Hz和50Hz谐波对应的Z平面单位圆上的点，落在这n个零点里面。
[0063]步骤3
‑1‑
2，计算得到Z平面的传递函数，具体包括：
[0064]根据步骤3
‑1‑
1设置的零点，对应的多项式为：
[0065][0066]根据步骤3
‑1‑
1设置的极点，对应的多项式为：
[0067]1‑
e
2*π*f/fs
Z
‑1[0068]则Z平面的传递函数为：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，电网内的待识别设备即发射设备向电网中发射包含特定编码的特征电流；步骤2，电网中的接收设备对电流进行缩小并对电流信号进行采样，得到采样结果；步骤3，对采样结果进行特征电流提取并解调，得到解调信息；步骤4，比较解调信息和预期数据，完成所述的台区识别，建立台区关系。2.根据权利要求1所述的一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，其特征在于，步骤3中所述的特征电流提取并解调的方法包括：步骤3
‑
1，根据Z平面特性设计滤波器；步骤3
‑
2，使用所述滤波器提取特征电流，并解调。3.根据权利要求2所述的一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，其特征在于，步骤3
‑
1中所述的设计滤波器的方法包括：步骤3
‑1‑
1，根据特征电流的频点设置极点和零点；步骤3
‑1‑
2，计算得到Z平面的传递函数。4.根据权利要求3所述的一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，其特征在于，步骤3
‑1‑
1中所述的根据特征电流的频点设置极点和零点，具体包括：设置极点：在Z平面中，特征电流对应的两个频点分别设置一个极点；设置零点：在Z平面上每隔的弧度，设置n个零点；其中，n满足工频50Hz和50Hz谐波对应的Z平面单位圆上的点，落在这n个零点里面。5.根据权利要求4所述的一种基于Z平面零极点设计的台区识别方法，其特征在于，步骤3
‑1‑
2中所述的计算得到Z平面的传递函数，具体包括：根据步骤3
‑1‑
1设置的零点，对应的多项式为：根据步骤3
‑1‑
1设置的极点，对应的多项...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏亮，钱海锋，
申请(专利权)人：杭州万高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：