CN102723954B - 基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法 - Google Patents

Abstract

一种基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法，是对采集到的时标遥测数据从动态死区和拐点判断两个角度进行筛选数据的合理性，进而得到真实有效数据。使用本方法后，需要用作YC遥测数据处理的缓冲区较小，遥测传送延时小，实时性较好。

Description

基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法

【技术领域】

本发明涉及电力系统中的,智能电测表的遥测数据的传送方法及压缩算法。

【背景技术】

以往电力系统遥测传送方式都是非时标方式，要求在一定时间间隔内循环传送，以满足调度后台监测和控制的需要。

随着电力自动化水平的日益提高和站端GPS授时的普及，使传送时标遥测数据成为可能，这样不但可以在调度后台精确再现遥测变化曲线，也可降低对遥测传输的实时性要求。按照目前每个周波计算一次遥测的方法，每遥测通道每秒将产生50个时标遥测数据，如果全部上传，将要求非常大的传输带宽，这不仅不经济也不现实。因此，必须对遥测时标数据进行压缩，去掉或减少多余数据，以适应目前的传输通道，达到实用化的要求。

【发明内容】

本发明解决的是应用于智能电测表中的时标遥测的数据传送方法，是智能电测表中的基于动态死区和拐点判断的时标遥测压缩算法，具体技术方案如下：

一种基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法，步骤包括：

1)检测遥测点是否有新的时标遥测数据；如果有，则进入步骤2)，如果没有，则等待一个检测周期；

2)判断已检测的最后一个时标遥测数据YCn与检测到的时标遥测数据YC刷新值的差值是否大于死区，即遥测无变化区域；如果大于，则进入步骤3)；所述n为自然数，表示存储的各个时标遥测数据；

3)判断YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤4)；

4)判断YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤5)；

5)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn，同时把YC刷新时间清零，然后进入步骤6)；

6)把死区调节时间增加一个检测周期长度，然后进入步骤7)；

7)判断死区调节时间是否大于调节周期；如果大于调节周期，则根据拐点个数调整死区，拐点个数清零，死区调节时间清零，然后进入步骤9)；如果不大于调节周期，则进入步骤8)；

8)判断连续检测到的N个遥测点的最新的时标遥测数据值是否相同，且各自的已检测的最后一个时标遥测数据是否不等于时标遥测数据YC刷新值；如果两个判断结果均为是，则把最后一个时标遥测数据YCn作为时标遥测数据YC刷新值进行存储；

所述步骤2)中，判断的结果如果不大于死区，则进入步骤2.1)；

2.1)判断YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤2.2)；

2.2)判断YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤2.3)，如果不一致，则进入步骤2.4)；

2.3)判断YCn与YC刷新值的差值是否是平均连续减小或者是连续减小，如果是，则进入步骤2.4)，如果不是，则直接进入步骤6)；

2.4)存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，清除遥测拐点标志、方向，以及时标遥测数据YC刷新时间清零；然后进入步骤6)；

所述步骤2.1)中，判断结果为否，则进入步骤2.11)；

2.11)把时标遥测数据YC刷新时间延长一个周期；

2.12)判断时标遥测数据YC刷新时间是否大于遥测刷新周期2.13)，如果大于，则进入步骤2.13)，如果不大于，则进入步骤2.16)；

2.13)计算已检测的时标遥测数据的平均值，并比较平均值和YC遥测刷新值的大小以判定变化方向；

2.14)判断连续N个平均值为递增或递减，如果是递增或递减，则把已检测的时标遥测数据的平均值作为YC刷新值；如果不是递增和递减，则进入步骤2.15)；

2.15)存储YC刷新值，然后把遥测刷新时间清零；

2.16)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

所述步骤3)中，判断的结果如果为否，则存储检测到的时标遥测数据YC刷新值；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点标志，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1；

所述步骤4)中，判断的结果如果为不一致，则存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1。

名词解释：

零区：遥测为零的区域，防止因零漂产生无效时标数据。

死区：遥测无变化区域，一般用百分比或变化量来表示。

时标遥测：大于死区的遥测值都要产生时标遥测，分辨率一般可以为20毫秒。

拐点：因遥测趋势或斜率改变而必须传送的时标遥测点。

动态死区：根据遥测通道的拐点个数、时标遥测缓冲区空余、通讯传输速率动态调整遥测通道死区值。

计算间隔：拐点计算时间间隔，一般可以为10秒。

注：计算间隔决定压缩率、遥测量缓冲区的大小和遥测传送延时。计算间隔越大，压缩率越大，需要的缓冲区也越大，遥测传送延时也越大。

使用本方法后，需要用作YC遥测数据处理的缓冲区较小，遥测传送延时小，实时性较好。

附图说明

图1是基于模拟数据的原始曲线。

图2是基于模拟数据的拟合曲线。

图3是数据压缩算法逻辑框图。

对于图1、2，将每个拐点在时间为X轴的坐标图上连成一条曲线(曲线拟合)，就完成了图形再现。

具体实施方式

一种智能电测表中的基于动态死区和拐点判断的时标遥测压缩算法，

一种基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法，步骤包括：

1)检测遥测点是否有新的时标遥测数据；如果有，则进入步骤2)，如果没有，则等待一个检测周期；

2)判断已检测的最后一个时标遥测数据YCn与检测到的时标遥测数据YC刷新值的差值是否大于死区，即遥测无变化区域；如果大于，则进入步骤3)；所述n为自然数，表示存储的各个时标遥测数据；

3)判断YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤4)；

4)判断YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤5)；

5)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn，同时把YC刷新时间清零，然后进入步骤6)；

6)把死区调节时间增加一个检测周期长度，然后进入步骤7)；

7)判断死区调节时间是否大于调节周期；如果大于调节周期，则根据拐点个数调整死区，拐点个数清零，死区调节时间清零，然后进入步骤9)；如果不大于调节周期，则进入步骤8)；

8)判断连续检测到的N个遥测点的最新的时标遥测数据值是否相同，且各自的已检测的最后一个时标遥测数据是否不等于时标遥测数据YC刷新值；如果两个判断结果均为是，则把最后一个时标遥测数据YCn作为时标遥测数据YC刷新值进行存储；

所述步骤2)中，判断的结果如果不大于死区，则进入步骤2.1)；

2.1)判断YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤2.2)；

2.2)判断YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤2.3)，如果不一致，则进入步骤2.4)；

2.3)判断YCn与YC刷新值的差值是否是平均连续减小或者是连续减小，如果是，则进入步骤2.4)，如果不是，则直接进入步骤6)；

2.4)存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，清除遥测拐点标志、方向，以及时标遥测数据YC刷新时间清零；然后进入步骤6)；

所述步骤2.1)中，判断结果为否，则进入步骤2.11)；

2.11)把时标遥测数据YC刷新时间延长一个周期；

2.12)判断时标遥测数据YC刷新时间是否大于遥测刷新周期2.13)，如果大于，则进入步骤2.13)，如果不大于，则进入步骤2.16)；

2.13)计算已检测的时标遥测数据的平均值，并比较平均值和YC遥测刷新值的大小以判定变化方向；

2.14)判断连续N个平均值为递增或递减，如果是递增或递减，则把已检测的时标遥测数据的平均值作为YC刷新值；如果不是递增和递减，则进入步骤2.15)；

2.15)存储YC刷新值，然后把遥测刷新时间清零；

2.16)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

所述步骤3)中，判断的结果如果为否，则存储检测到的时标遥测数据YC刷新值；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点标志，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1；

所述步骤4)中，判断的结果如果为不一致，则存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1。

在本方法实施中：

一、需要设定的参数

1.单通道拐点上限值，默认为5个/10秒。

2.动态死区最大值，默认为20％。

3.遥测刷新周期，默认为1分钟。

4.计算间隔，默认为10秒。

5.通道传输速率，默认为中速。

a)慢速通道(小于10Kbps)

b)中速通道(10K到100Kbps)

c)快速通道(大于100Kbps)

二、动态死区算法

根据单通道拐点个数、拐点缓冲区空余率、通道速率等相关参数动态调整死区值，方法如下：

1.单通道拐点数大于上限值但小于2倍上限值，且

a)拐点缓冲区空余率大于60％，如连续三次，死区值上调1％。

b)拐点缓冲区空余率小于60％但大于40％，死区值上调1％。

c)且拐点缓冲区空余率小于40％，死区值上调2％。

2.单通道拐点数大于2倍上限值但小于3倍上限值，且

a)拐点缓冲区空余率小于60％，死区值上调1％。

b)拐点缓冲区空余率小于60％但大于40％，死区值上调2％。

c)拐点缓冲区空余率小于40％，死区值上调3％。

3.单通道拐点数大于3倍上限值，且

a)拐点缓冲区空余率小于60％，死区值上调2％。

b)拐点缓冲区空余率小于60％但大于40％，死区值上调3％。

c)拐点缓冲区空余率小于40％，死区值上调4％。

4.单通道拐点数小于上限值，且死区值大于1％，则

a)拐点缓冲区空余率小于60％，死区值下调1％。

b)拐点缓冲区空余率小于60％但大于40％，连续3次，死区值下调1％。

c)拐点缓冲区空余率小于40％，连续5次，死区值下调1％。

三、拐点判断及算法说明

1、只需要保留YCn-2，YCn-1，YCn三组时标量。

2、根据斜率和趋势判断拐点。判断机制如下：

每路遥测都配有YCn、YCn-1、YCn-2暂存单元，寻找四种“拐点”，将其YCn，YCn-1分别打上时标(若拐点接拐点，则仅YCn打时标传送)，作为拐点进栈。(说明：YCn，当前周波有效值；YCn-1，前一周波有效值；YCn-2，再前一周波有效值)

配有“死区”单元和计算死区的平均值单元、步进挡位单元(平均值1％至20％分档；1％、20％作为参数可设)。死区是滤去信息的平直部分，尽量利用有限的传送带宽传送变化量的关键，也是自适应控制速率的被控对象。

配有两组计时工作单元，其一为无变化信息定时上传计时器及其初值参数单元(各通道可设不同初值以区别该遥测的等级)，用于判断在设定的计时时段内若没有拐点上传，则补一个定时刷新量，以便后台记录信息现状；另一组为死区定时调节的计时器和拐点计数器，其计时单元用于设定调整周期，计数器用于周期内记录发生拐点的次数，判断是否需要增减死区挡位。

Claims (1)

1.一种基于动态死区和拐点判断的时标遥测数据压缩方法，其特征是步骤包括：

1)检测遥测点是否有新的时标遥测数据；如果有，则进入步骤2)，如果没有，则等待一个检测周期；

2)判断已检测的最后一个时标遥测数据YCn与检测到的时标遥测数据YC刷新值的差值是否大于死区，即遥测无变化区域；如果大于，则进入步骤3)；所述n为自然数，YCn表示存储的各个时标遥测数据；

3)判断时标遥测数据YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤4)；

4)判断时标遥测数据YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤5)；

5)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn，同时把时标遥测数据YC刷新时间清零，然后进入步骤6)；

6)把死区调节时间增加一个检测周期长度，然后进入步骤7)；

7)判断死区调节时间是否大于调节周期；如果大于调节周期，则根据拐点个数调整死区，拐点个数清零，死区调节时间清零，然后进入步骤9)；如果不大于调节周期，则进入步骤8)；

8)判断连续检测到的N个遥测点的最新的时标遥测数据值是否相同，且各自的已检测的最后一个时标遥测数据是否不等于时标遥测数据YC刷新值；如果两个判断结果均为是，则把最后一个时标遥测数据YCn作为时标遥测数据YC刷新值进行存储；

所述步骤2)中，判断的结果如果不大于死区，则进入步骤2.1)；

2.1)判断时标遥测数据YC的遥测点是否是已有拐点；如果是，则进入步骤2.2)；

2.2)判断时标遥测数据YC的遥测点是否与已有拐点方向一致，如果一致，则进入步骤2.3)，如果不一致，则进入步骤2.4)；

2.3)判断YCn与时标遥测数据YC刷新值的差值是否是平均连续减小或者是连续减小，如果是，则进入步骤2.4)，如果不是，则直接进入步骤6)；

2.4)存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，清除遥测拐点标志、方向，以及时标遥测数据YC刷新时间清零；然后进入步骤6)；

所述步骤2.1)中，判断结果为否，则进入步骤2.11)；

2.11)把时标遥测数据YC刷新时间延长一个周期；

2.12)判断时标遥测数据YC刷新时间是否大于遥测刷新周期，如果大于，则进入步骤2.13)，如果不大于，则进入步骤2.16)；

2.13)计算已检测的时标遥测数据的平均值，并比较平均值和时标遥测数据YC刷新值的大小以判定变化方向；

2.14)判断连续N个平均值为递增或递减，如果是递增或递减，则把已检测的时标遥测数据的平均值作为时标遥测数据YC刷新值；如果不是递增和递减，则进入步骤2.15)；

2.15)存储时标遥测数据YC刷新值，然后把遥测刷新时间清零；

2.16)对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

所述步骤3)中，判断的结果如果为否，则存储检测到的时标遥测数据到时标遥测数据YC刷新值；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点标志，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1；

所述步骤4)中，判断的结果如果为不一致，则存储已检测到的时标遥测数据YCn-1；

然后，对已检测的各个时标遥测数据进行重新赋值：YCn-1＝YCn；

同时，置遥测拐点方向，时标遥测数据YC刷新时间清零，拐点计数加1。