CN110082586B - 电力系统采样数据的校正的方法与装置 - Google Patents

电力系统采样数据的校正的方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力系统采样数据的校正的方法与装置，方法包括：获取电力系统的一个通道的当前采样数据；获取所述通道的上一个采样数据；根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据。根据本发明，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。

Description

电力系统采样数据的校正的方法与装置
技术领域
本发明及电力系统领域，特别是电力系统采样数据的校正的方法与装置。
背景技术
继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。通常，执行继电保护功能的继电保护装置通过持续获取电力系统的采样值，来判断保护是否启动。
传统的继电保护装置一般均采用数模采集方式来进行数据采样。为了降低成本，可以采用异步采样方式，即对每一通道需要采样的交流电流、交流电压的信号通道均采用同一路AD电路，该AD电路需要对每一通道的采样数据进行转换。这样的异步采样方式需要对采样数据进行校正，以确保各通道采样数据的同步性，进而保证后续数据分析的准确性。现有技术中，会对采样数据的相角进行补偿，后续针对补偿后的相角执行后续操作。但是，有些情况下需要通过原始的采样数据执行一些操作，例如基于原始的采样数据的瞬时值算法，这个时候就会存在判断不准确的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种电力系统采样数据的校正的方法与装置。
本发明一方面提供一种电力系统采样数据的校正的方法，包括：
获取电力系统的一个通道的当前采样数据；
获取所述通道的上一个采样数据；
根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据。
通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
根据如上所述的方法，可选地，根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，包括：
获取所述电力系统的系统频率和所述通道对应的相位延迟；
根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正。
采用系统频率、通道所对应的相位延迟、上一个采样数据能够通过线性插值法来对当前采样数据进行校正。该线性插值法算法简单，所需数据量较少，能够较快地实现校正操作。
根据如上所述的方法，可选地，根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正，包括：
根据如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure BDA0002033010830000021
其中，
Figure BDA0002033010830000022
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为所述通道对应的相位延迟，Qnew为所述当前采样数据，Qold为所述上一个采样数据；
可选地，m＝32。
根据如上所述的方法，可选地，所述采样数据包括所述通道的流和/或电压。
本发明另一方面提供电力系统采样数据的校正的装置，包括：
一个第一获取单元，用于获取电力系统的一个通道的当前采样数据；
一个第二获取单元，用于获取所述通道的上一个采样数据；
一个校正单元，用于根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据。
根据本实施例，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
根据如上所述的装置，可选地，所述校正单元具体包括：
一个获取子单元，用于获取所述电力系统的系统频率和所述通道对应的相位延迟；
一个校正子单元，用于根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正。
采用系统频率、通道所对应的相位延迟、上一个采样数据能够通过线性插值法来对当前采样数据进行校正。该线性插值法算法简单，所需数据量较少，能够较快地实现校正操作。
根据如上所述的装置，可选地，所述校正子单元具体用于：
根据如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure BDA0002033010830000031
其中，
Figure BDA0002033010830000032
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为所述通道对应的相位延迟，Qnew为所述当前采样数据，Qold为所述上一个采样数据；
可选地，m＝32。
根据如上所述的装置，可选地，所述采样数据包括所述通道的流和/或电压。
本发明再一方面提供电力系统采样数据的校正的装置，包括：
至少一个存储器，其用于存储指令；
至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行前述任一项所述的电力系统采样数据的校正的方法。
本发明又一方面提供可读存储介质，可选地，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行如上任一项所述的电力系统采样数据的校正的方法。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为根据本发明一实施例的电力系统采样数据的校正的方法的流程示意图。
图2A为根据本发明另一实施例的电力系统采样数据的校正的方法的流程示意图。
图2B为原始的采样数据对应的波形图M以及根据本发明的方法确定的校正采样数据的波形图N。
图3为根据本发明又一实施例的电力系统采样数据的校正的装置的结构示意图。
图4为根据本发明再一实施例的电力系统采样数据的校正的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
实施例一
本实施例提供一种电力系统采样数据的校正的方法，该方法的执行主体为电力系统采样数据的校正的装置，该装置可以设置于继电保护装置中，也可以单独设置，在此不再赘述。
如图1所示，为根据本实施例的电力系统采样数据的校正的方法的流程示意图。该方法包括：
步骤101，获取电力系统的一个通道的当前采样数据。
一个电力系统可能存在多个不同的通道，这里的通道指的是不同的电压电流采样通道。例如分别有电压/电流对应的A相、B相、C相等。该采样的电流或者电压有很多种这里的当前采样数据指的是原始采样数据，即未经过任何校正的采样数据。
步骤102，获取通道的上一个采样数据。
该步骤中获取同一个通道的上一个采样数据。实际操作中，各个采样数据是依次进行采样的。各采样数据可以存储在预先设定好的存储位置中，在需要时，电力系统采样数据的校正的装置能够获取到就好。
该上一个采样数据也是原始的采样数据，即与当前采样数据相邻的前一个采样数据。在实际操作中，可以通过改变采样频率来确定出不同的上一个采样数据，例如每间隔1ms进行采样和每间隔2ms进行采样来得到的上一个采样数据。该采样频率可以根据实际需要选择，在此不再赘述。
步骤101与步骤102无先后顺序，例如，可以同时执行步骤101和步骤102。
步骤103，根据上一个采样数据对当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据。
采用上一个采样数据对当前采样数据进行校正，不仅算法简单，而且能够较快地实现对当前采样数据的校正，进而便于在实时监控中及时根据校正采样数据得到正确的结论。具体地，可以采用上一个采样数据对当前采样数据做相角补偿。本实施例的校正数据可以是电压和/或电流。
举例来说，若根据校正采样数据确定电力系统是否出现故障，原则上只需要1/4个周期就能够确定出来。而现有技术中通过校正后的相角确定电力系统是否出现故障，原则上需要5/4个周期才能够确定出来，这是由于确定校正后的相角所需执行的傅里叶算法导致的。因此，采用校正采样数据执行后续操作，有利于实时监控中及时确定结果，采取相应操作。
根据本实施例，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
实施例二
本实施例对实施例一的电力系统采样数据的校正的方法做进一步补充说明。如图2A所示，为根据本实施例的电力系统采样数据的校正的方法的流程示意图。该方法包括：
步骤201，获取电力系统的一个通道的当前采样数据。
该步骤与步骤101一致，在此不再赘述。
步骤202，获取通道的上一个采样数据。
该步骤与步骤102一致，在此不再赘述。
步骤203，获取电力系统的系统频率和通道对应的相位延迟。
电力系统的系统频率为可预先获知的，例如国内通用的50HZ。
由于一个电力系统可能包括多个通道，每个通道的硬件系统等因素会影响其相位延迟，因此每个通道的相位延迟可能不同。而且由于采样数据是通过同一个AD采样电路进行采样的，相位延迟也会由于采样时间的差别造成不同，因此需要获取相应通道的相位延迟。
需指出的是，通道所对应的相位延迟可以根据不同的采样频率来获取。举例来说，对于同一通道而言，例如每间隔1ms进行采样和每间隔2ms进行采样对应的相位延迟不同。
更为具体地，对于一个继电保护装置，其具有基础的8个通道，分别为四个电压通道UA、UB、UC、UN(零序电压)，以及四个电流通道IA、IB、IC和IN(零序电流)。假设先采集UA的电压，则其余通道可以其为基准来确定出相应的相位延迟。
该步骤203与步骤201和步骤202并无先后顺序，可以同时执行，也可以先后执行。
步骤204，根据系统频率、相位延迟和上一个采样数据对当前采样数据的进行校正，获得校正后的校正采样数据。
采用系统频率、通道所对应的相位延迟、上一个采样数据能够通过线性插值法来对当前采样数据进行校正。该线性插值法算法简单，所需数据量较少，能够较快地实现校正操作。
具体地，可以采用如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure BDA0002033010830000061
其中，
Figure BDA0002033010830000062
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为通道对应的相位延迟，Qnew为当前采样数据，Qold为上一个采样数据。
举例来说，国内的电力系统的系统频率一般为50Hz，即f＝50Hz，1/f周期即为20ms，若每隔625μs采样一次，则m＝32，即20ms内采样32次，得到32个原始的采样数据。Pd为预先能够获知的相位延迟，例如在出厂时就能够知道该通道的基础相位延迟，后续可以根据采样频率来实时地调整该相位延迟。
具体操作时，AD采样电流可以依次采样所有通道后，再由电力系统采样数据的校正的装置统一将这些原始的采样数据进行校正，以简化算法。
如图2B所示，为原始的电流数据对应的波形图M以及根据本实施例的方法确定的校正后的电流数据的波形图N。其横坐标代表时间，纵坐标代表电流的值。
根据本实施例，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
实施例三
本实施例提供一种电力系统采样数据的校正的装置，用于执行前述实施例的电力系统采样数据的校正的方法。该装置可以位于继电保护器中，也可以单独设置。
如图3所示，为根据本实施例的电力系统采样数据的校正的装置的结构示意图。该电力系统采样数据的校正的装置包括一个第一获取单元301、一个第二获取单元302和一个校正单元303。
其中，第一获取单元301用于获取电力系统的一个通道的当前采样数据；第二获取单元302用于获取通道的上一个采样数据；校正单元303用于根据上一个采样数据对当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据。
可选的，采样数据包括电流和/或电压。
本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。
根据本实施例，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
实施例四
本实施例对实施例三的电力系统采样数据的校正的装置做进一步补充说明。
如图4所示，该电力系统采样数据的校正的装置中，校正单元303包括一个获取子单元3031和一个校正子单元3032。
其中，获取子单元3031用于获取电力系统的系统频率和通道对应的相位延迟；校正子单元3032用于根据系统频率、相位延迟和上一个采样数据对当前采样数据的进行校正。该校正子单元可以分别与第一获取单元301、一个第二获取单元302和获取子单元3032连接。
可选地，校正子单元3032具体用于：
根据如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure BDA0002033010830000071
其中，
Figure BDA0002033010830000072
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为通道对应的相位延迟，Qnew为当前采样数据，Qold为上一个采样数据；
可选地，m＝32。
本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。
本实施例中，通过对原始的采样数据进行校正，这样在后续过程中，采用原始数据进行计算以判断是否执行一些操作时，得到的结果较为准确且迅速。而且该方式适用于异步采样机制，能够节省成本。
本发明还提供另一电力系统采样数据的校正的装置。该装置包括至少一个存储器和至少一个处理器。其中，存储器用于存储指令。处理器用于根据存储器存储的指令执行前述任意实施例所描述的电力系统采样数据的校正的方法。
本发明的实施例还提供一种可读存储介质。该可读存储介质中存储有机器可读指令，机器可读指令当被一个机器执行时，机器执行前述任意实施例所描述的电力系统采样数据的校正的方法。
该可读介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。
具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。
在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。
可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。
本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电力系统采样数据的校正的方法，其特征在于，包括：
获取电力系统的一个通道的当前采样数据；
获取所述通道的上一个采样数据；
根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据；
根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，包括：
获取所述电力系统的系统频率和所述通道对应的相位延迟；
根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正；
根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正，包括：
根据如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure FDA0002968818160000011
其中，
Figure FDA0002968818160000012
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为所述通道对应的相位延迟，Qnew为所述当前采样数据，Qold为所述上一个采样数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，m＝32。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采样数据包括电流和/或电压。
4.电力系统采样数据的校正的装置，其特征在于，包括：
一个第一获取单元，用于获取电力系统的一个通道的当前采样数据；
一个第二获取单元，用于获取所述通道的上一个采样数据；
一个校正单元，用于根据所述上一个采样数据对所述当前采样数据进行校正，获得校正后的校正采样数据；所述校正单元具体包括：
一个获取子单元，用于获取所述电力系统的系统频率和所述通道对应的相位延迟；
一个校正子单元，用于根据所述系统频率、所述相位延迟和所述上一个采样数据对所述当前采样数据的进行校正；所述校正子单元具体用于：
根据如下公式获得校正后的校正采样数据Qact：
Figure FDA0002968818160000021
其中，
Figure FDA0002968818160000022
f为系统频率，m为1/f周期内的采样数据的个数，Pd为所述通道对应的相位延迟，Qnew为所述当前采样数据，Qold为所述上一个采样数据。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，m＝32。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，采样数据包括电流和/或电压。
7.电力系统采样数据的校正的装置，其特征在于，包括：
至少一个存储器，其用于存储指令；
至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行根据权利要求1-3中任一项所述的电力系统采样数据的校正的方法。
8.可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行根据权利要求1-3中任一项所述的电力系统采样数据的校正的方法。
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