CN113156204B - 一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统，包括：根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，对理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号；按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号；采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号。本发明能够将数字源输出的采样序列在单一离散值下的最低有效位进行修正，将采样值的有效值量化误差控制在每周波±0.5最低有效位以内，实现将量化误差从相对单一离散值提升至相对整个周波，降低了数字源输出波形失真度，提高了数字化电能溯源准确度。

Description

一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，并且更具体地，涉及一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统。

背景技术

在智能变电站中，普遍采用数字化计量系统，数字化计量系统中，由合并单元汇集与处理互感器传感的系统电流和电压，并以符合IEC61850-9-2协议格式的网络报文通过以太网以光纤介质传送至数字化电能表，数字化电能表对数据包中的电压、电流采样数字量进行解析和电能计量。

数字量采样值在经IEC61850协议转换时将产生量化误差。在IEC61850-9-2协议中，采样值报文的每个采样值应用32位二进制编码表示，即都是32位的整数值，对数据进行了截断，其中32位的最高位为符号位，0为+，1为-，交流电压采样值的一个码值(LeastSignificant Bit，LSB)代表10mV，交流电流一个码值(LSB)代表1mA，即采样值数字量每个比特代表的电压电流值是确定的，在这种情况下，当额定电流越小，其量化误差对电能的影响越大。

当采用数字源法校准数字化电能表时，由数字源模拟合并单元输出IEC61850-9-2报文给数字化电能表，每个离散采样值量化误差的累积会导致最终有效值的误差増大，以设定值为标准值校表时，将引入随机误差。

因此，如何减小数字源输出的协议量化误差是需要解决的问题，以提高数字化电能溯源的准确度。

发明内容

本发明提出一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统，以解决如何降低数字源输出波形的误差的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法，所述方法包括：

根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号；

按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号；

采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0_～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

优选地，其中所述按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

优选地，其中所述采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包含该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

优选地，其中所述方法还包括：

控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于递归迭代的数字源量化误差减小系统，所述系统包括：

数字波形拟合模块，用于根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号；

协议转换模块，用于按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号；

量化修正模块，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述数字波形拟合模块，对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

优选地，其中所述协议转换模块，按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

优选地，其中所述量化修正模块，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述量化修正模块，根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包括该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

优选地，其中所述系统还包括：

时间控制模块，用于控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。

本发明提供了一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法及系统，采用多次递归迭代的方法，将数字源输出的采样序列在单一离散值下的最低有效位进行修正，将采样值的有效值量化误差控制在每周波±0.5最低有效位以内，实现将量化误差从相对单一离散值提升至相对整个周波，降低了数字源输出波形失真度，提高了数字化电能溯源准确度。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的基于递归迭代的数字源量化误差减小方法100的流程图；

图2为根据本发明实施方式的多次递归迭代的示意图；

图3为根据本发明实施方式的量化修正的示意图；

图4为根据本发明实施方式的数字源的原理图；

图5为根据本发明实施方式的基于递归迭代的数字源量化误差减小系统500的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明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发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。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发明的限定。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)对所属技术领域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。

图1为根据本发明实施方式的基于递归迭代的数字源量化误差减小方法100的流程图。本发明实施方式提供的基于递归迭代的数字源量化误差减小方法，采用多次递归迭代的方法，把将数字源输出的采样序列在单一离散值下的最低有效位进行修正，将采样值的有效值量化误差控制在每周波±0.5最低有效位以内，实现将量化误差从相对单一离散值提升至相对整个周波，降低了数字源输出波形失真度，提高了数字化电能溯源准确度。本发明实施方式提供的基于递归迭代的数字源量化误差减小方法100，从步骤101处开始，在步骤101根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号。

优选地，其中所述对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

在本发明中，首先设置输出信号的参数，参数包括信号幅值、频率和相位等，确定理想的连续正弦信号；然后通过数字波形拟合，将理想的连续正弦信号进行离散化，在0～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，得到离散序列为：

然后，利用如下公式对量化后的离散值进行双浮点精度处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

在步骤102，按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号。

优选地，其中所述按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

在本发明中，对离散后的数字信号进行IEC61850协议转换，包括：转换为IEC61850-9-2协议，协议采用定点格式传输，将离散序列的样本值按D位整型进行取整，IEC61850-9-2协议为32位，最高位为符号位，若用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位。

在步骤103，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包含该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

优选地，其中所述方法还包括：

控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。

在本发明中，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正。多次递归迭代半比特量化的过程如图2所示。对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点n，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，得到信号有效值RMS(n),将RMS(n)与理论有效值比较(Am为理想信号峰值)，求最低有效位调整值Q(n)。其中，当/>时，Q(n)为减一位最低有效位(LSB)；/>时，Q(n)为加一位最低有效位(LSB)；当时，Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整。在控制0.5LSB后的采样值瞬时值f'(n)＝f(n)+Q(n)，这样确保每个周波下的量化误差控制在-0.5LSB～0.5LSB以内。修正过程如图3所示。

如图4所示，为基于本发明的方法确定的高准确度的标准数字源的示意图。所述数字源，包括：工控机、数字波形拟合模块(DSP)、FPGA(包括：协议转换模块和量化修正模块)、精确时间控制模块、脉冲输入模块、脉冲输出模块、工业交换机、光纤接口、电源模块。其中，工控机与DSP、DSP与FPGA通过BUS总线交换命令与数据，FPGA与工业交换机及光纤接口通过Eth接口交换数据，工控机与工业交换机通过Eth接口交换数据。

其中，所述工控机，包括人机交互接口，接收输入设置值，用于设置输出信号的参数，参数包括信号幅值、频率和相位等。

所述数字波形拟合模块(DSP)，用于完成信号的波形数据生成。DSP根据工控机人机接口输入的参数实时计算信号波形的拟合数据点，生成相应的波形数据，将每周波拟合数据存储在ARM中，并控制RAM中的波形数据从起点到终点循环输出。在软件上使用双精度算法产生各相电压电流的波形信号。

所述FPGA，首先根据DSP发送的秒脉冲，完成FPGA本身时基的校准；然后根据DSP传递的参数完成数字波形数据到IEC61850-9-2报文的转换，此时采用多次递归迭代半比特量化方法，减小生成IEC61850-9-2报文时的量化误差；最后通过精确时间控制模块控制光纤接口按特定间隔T输出61850协议报文。

所述工业交换机，支持网管模式，能够将不同VLAN划分的IEC61850报文转发到每路光纤接口，实现多光口的IEC61850协议模块扩展输出。

所述脉冲输出模块，用于输出标准高频脉冲。

所述脉冲输入模块，用于输入被检数字化计量装置的脉冲。

所述电源模块，用于为各模块提供电源。

基于上述数字源输出标准信号的过程如下所示。

首先，通过数字源的工控机的人机接口输入电量信号的参数，参数包括正弦交流信号幅值、频率和相位等，如电压110kV，电流600A，频率50Hz。

然后，数字源通过DSP进行数字波形拟合，将理想的连续正弦信号进行离散化，在0-T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，得到离散序列为：

其中N一般取80点或256点，以电流为例，Am取量化后的离散值使用双浮点精度，上式转换为：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。DSP能够将每个周波的拟合数据(80个或256个)存储在ARM中，并控制RAM中的波形数据从起点到终点循环输出。

然后，FPGA根据DSP发送的秒脉冲，完成FPGA本身时基的校准。再根据DSP传递的参数完成数字波形数据到IEC61850-9-2报文的转换。在转换过程中采用多次递归迭代半比特量化方法，减小生成IEC61850-9-2报文时的量化误差。对于任一个采样点，FPGA计算包含当前采样点在内的前多个周期的有效值，将该有效值与理论600A做比较，若超过±0.5LSB，则将当前最低有效位加1或减1，若不超过，则维持原值。下一个采样点继续进行判断和处理，不断迭代，最终确保每个周波下的量化误差控制在-0.5LSB～0.5LSB以内，减小了一个周波内多个采样值的量化误差累积对有效值的影响。最后FPGA通过精确时间控制模块控制光纤接口按特定间隔T输出61850协议报文。

其中，IEC61850-9-2电流最低有效位一个码值代表1mA，即每周波有效值量化误差控制在0.5mA以内。电能校验时，在额定值时其量化误差0.5mA/600A＝8×10^-7，在1％额定值6A时，其量化误差0.5mA/6A＝8×10^-5，能够满足高精度数字源要求。

本发明的方法对采样序列中每个采样瞬时值在协议转换时进行修正，通过对前多个整周期的有效值进行控制，最终将每个周波下的量化误差控制在半比特量，将量化误差从相对单一离散值提升至相对整个周波，提高了标准纯数字源的精度，能够实现数字化电能高准确度溯源。

图5为根据本发明实施方式的基于递归迭代的数字源量化误差减小系统500的结构示意图。如图5所示，本发明实施方式提供的基于递归迭代的数字源量化误差减小系统500，包括：数字波形拟合模块501、协议转换模块502和量化修正模块503。

优选地，所述数字波形拟合模块501，用于根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号。

优选地，其中所述数字波形拟合模块501，对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0_～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

优选地，所述协议转换模块502，用于按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号。

优选地，其中所述协议转换模块502，按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

优选地，所述量化修正模块503，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述量化修正模块503，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号。

优选地，其中所述量化修正模块503，根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包含该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

优选地，其中所述系统还包括：

时间控制模块，用于控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。

本发明的实施例的基于递归迭代的数字源量化误差减小系统500与本发明的另一个实施例的基于递归迭代的数字源量化误差减小方法100相对应，在此不再赘述。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于递归迭代的数字源量化误差减小方法，其特征在于，所述方法包括：

根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号；

按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号；

采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号；

其中，所述采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号；

所述根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包含该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0_～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。

5.一种基于递归迭代的数字源量化误差减小系统，其特征在于，所述系统包括：

数字波形拟合模块，用于根据获取的信号参数确定理想的连续正弦信号，并对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号；

协议转换模块，用于按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号；

量化修正模块，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号；

其中，所述量化修正模块，采用多次递归迭代半比特量化方法对所述协议转换后的波形数字信号进行最低有效位修正，以获取量化修正后的波形数字信号，包括：

对于协议转换后的波形数字信号中的任一个采样点，计算该任一个采样点在内的前多个周期的有效值，以获取该任一个采样点对应的信号有效值；

将该任一个采样点对应的信号有效值与理论有效值进行比较，以确定最低有效位调整值，并根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，以获取量化修正后的波形数字信号；

其中，所述量化修正模块，根据所述最低有效位调整值对该任一个采样点的采样瞬时值进行修正，包括：

f'(n)＝f(n)+Q(n)；

其中，f'(n)为控制0.5LSB后该任一个采样点n对应的量化修正后的采样瞬时值；f(n)为该任一个采样点n的采样瞬时值；当 时，Q(n)为减一位最低有效位LSB；当/> 时，Q(n)为加一位最低有效位LSB；当 时,Q(n)＝0，f(n)直接输出，不做调整；RMS(n)为包含该采样点n在内的前多个周期采样点的有效值；/>为理论有效值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数字波形拟合模块，对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，以获取离散后的波形数字信号，包括：

对所述理想的连续正弦信号进行离散化处理，在0_～T时刻内对函数f(x)按照N个等间隔进行取样，获取离散序列：

对所述离散序列中的离散值进行双浮点精度转换，以获取离散后的波形数字信号：

其中，n为峰值的等效量化位数，双浮点精度为52位，D_i为二进制最大值对应的数字量；f(i)为协议转换前的第i个离散值；A_m为所述理想的连续正弦信号的峰值；为相位。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述协议转换模块，按照预设的协议格式对所述离散后的波形数字信号进行转换，以获取协议转换后的波形数字信号，包括：

对所述离散后的波形数字信号进行IEC61850协议转换，采用定点格式输出，将离散后的波形数字信号的样本值按D位整形进行取整，协议为32位，最高位为符号位，用f(n)表示根据IEC61850协议截断后的离散值，则f(n)＝int(f(i))，此时，将产生协议量化误差，最大量化误差为±0.5LSB，LSB为最低有效位；其中，f(i)为协议转换前的第i个离散值。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

时间控制模块，用于控制光纤接口按预设的时间间隔输出所述量化修正后的波形数字信号。