CN114019211A - 一种畸变电流采样方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种畸变电流采样方法及系统，发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；发送端根据预设发送次数在预设时间段发送畸变电流；接收端判断在预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与预设发送次数对应，若是，则畸变电流采样成功。本发明通过约定畸变电流的发送时间段和发送次数，接收端仅在约定的预设时间段接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，才认为该畸变电流是发送端所发送的，通过时间和次数标记发送端发送的畸变电流，确保畸变电流能够在复杂的电网条件下被准确识别出，实现对目标畸变电流的准确获取。

Description

一种畸变电流采样方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种畸变电流采样方法及系统。

背景技术

在低压电网中，常常通过畸变电流的发送和接收确认各个器件之间的层级关系，如作为路径拓扑图寻址的一种比较方法；但在实际的电网运行中，电网本身并不是绝对稳定的正弦波，会受到各种干扰，这些干扰相较于电网都能够被称为畸变电流，即电网在正常运行中本身就存在着各种畸变电流，难以识别具体哪一个畸变电流是特别发送出的、需要检测的畸变电流，从而影响测量结果的准确性，影响最终得到的电网拓扑图的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种畸变电流采样方法及系统，实现对畸变电流的准确获取。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种畸变电流采样方法，包括步骤：

发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种畸变电流采样系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序；所述接收端包括第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，其特征在于，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

与所述接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

与所述发送端同时接收所述畸变电流采样信号；

判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

本发明的有益效果在于：发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，其中包括预设时间段和预设发送次数，发送端根据预设时间段发送畸变电流，接收端根据预设时间段判断是否接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，若是则标记畸变电流采样成功，通过约定畸变电流的发送时间段和发送次数，接收端仅在约定的预设时间段接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，才认为该畸变电流是发送端所发送的，通过时间和次数标记发送端发送的畸变电流，确保畸变电流能够在复杂的电网条件下被准确识别出，实现对目标畸变电流的准确获取。

附图说明

图1为本发明实施例的一种畸变电流采样方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种畸变电流采样系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种畸变电流产生示意图；

标号说明：

1、发送端；11、第一处理器；12、第一存储器；2、接收端；21、第二处理器；22、第二存储器；3、一种畸变电流采样系统。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种畸变电流采样方法，包括步骤：

发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，其中包括预设时间段和预设发送次数，发送端根据预设时间段发送畸变电流，接收端根据预设时间段判断是否接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，若是则标记畸变电流采样成功，通过约定畸变电流的发送时间段和发送次数，接收端仅在约定的预设时间段接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，才认为该畸变电流是发送端所发送的，通过时间和次数标记发送端发送的畸变电流，确保畸变电流能够在复杂的电网条件下被准确识别出，实现对目标畸变电流的准确获取。

进一步地，所述畸变电流采样信号包括预设畸变电流参数；

所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流包括：

所述发送端根据所述预设时间段、所述预设发送次数及所述预设畸变电流参数发送畸变电流；

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应，若是，则所述畸变电流的接收次数增加1，得到所述预设时间段内的畸变电流接收总次数；

判断所述畸变电流接收总次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

由上述描述可知，在约定畸变电流发送的预设时间段和预设发送次数的基础上，还约定所发送的畸变电流的预设畸变电流参数，即接收端所接收到的畸变电流的时间段、参数和次数分别与预设时间段、预设畸变电流参数和预设发送次数对应时，才认为畸变电流采样成功即接收端所接收到的畸变电流是发送端所发送的，进一步确保了接收目标畸变电流的准确性。

进一步地，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数相等；

或，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数与所述预设发送次数之间的差值是否小于阈值。

由上述描述可知，判断畸变电流的接收次数是否与预设发送次数对应包括是否与预设放次数相等及与预设发送次数之间的差值是否小于阈值，因电网运行过程中会存在其他畸变电流，可能刚好抵消发送端所发送的需要检测到的目标畸变电流，可根据效率要求和准确度要求不同的具体环境选择不同的判别方式，增强适应性，如对准确度具有较高要求则需要二者相等。

进一步地，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应之前包括：

所述接收端通过傅里叶算法分离出所述畸变电流。

由上述描述可知，接收端通过傅里叶算法从电网中将畸变电流分离出来，排出无关的干扰因素，方便后续在接收端中进行是否为发送端发送的畸变电流的进一步判断。

进一步地，所述预设时间段为50-150毫秒。

由上述描述可知，设定一个较短的预设时间段，避免电网中刚好有同时间段且同发生次数的畸变电流干扰接收端的判断结果。

请参照图2，一种畸变电流采样系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序；所述接收端包括第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，其特征在于，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

与所述接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

与所述发送端同时接收所述畸变电流采样信号；

判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，其中包括预设时间段和预设发送次数，发送端根据预设时间段发送畸变电流，接收端根据预设时间段判断是否接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，若是则标记畸变电流采样成功，通过约定畸变电流的发送时间段和发送次数，接收端仅在约定的预设时间段接收到与预设发送次数对应次数的畸变电流，才认为该畸变电流是发送端所发送的，通过时间和次数标记发送端发送的畸变电流，确保畸变电流能够在复杂的电网条件下被准确识别出，实现对目标畸变电流的准确获取。

进一步地，所述畸变电流采样信号包括预设畸变电流参数；

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流包括：

根据所述预设时间段、所述预设发送次数及所述预设畸变电流参数发送畸变电流；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应，若是，则所述畸变电流的接收次数增加1，得到所述预设时间段内的畸变电流接收总次数；

判断所述畸变电流接收总次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

由上述描述可知，在约定畸变电流发送的预设时间段和预设发送次数的基础上，还约定所发送的畸变电流的预设畸变电流参数，即接收端所接收到的畸变电流的时间段、参数和次数分别与预设时间段、预设畸变电流参数和预设发送次数对应时，才认为畸变电流采样成功即接收端所接收到的畸变电流是发送端所发送的，进一步确保了接收目标畸变电流的准确性。

进一步地，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数相等；

或，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数与所述预设发送次数之间的差值是否小于阈值。

由上述描述可知，判断畸变电流的接收次数是否与预设发送次数对应包括是否与预设放次数相等及与预设发送次数之间的差值是否小于阈值，因电网运行过程中会存在其他畸变电流，可能刚好抵消发送端所发送的需要检测到的目标畸变电流，可根据效率要求和准确度要求不同的具体环境选择不同的判别方式，增强适应性，如对准确度具有较高要求则需要二者相等。

进一步地，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应之前包括：

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现通过傅里叶算法分离出所述畸变电流。

由上述描述可知，接收端通过傅里叶算法从电网中将畸变电流分离出来，排出无关的干扰因素，方便后续在接收端中进行是否为发送端发送的畸变电流的进一步判断。

进一步地，所述预设时间段为50-150毫秒。

由上述描述可知，设定一个较短的预设时间段，避免电网中刚好有同时间段且同发生次数的畸变电流干扰接收端的判断结果。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种畸变电流采样方法，包括步骤：

S00、发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

具体的，畸变电流采样信号还包括预设间隔时间，所述预设时间段从接收到畸变电流采样信号后的预设间隔时间开始计算；如预设时间段为100毫秒，预设间隔时间为1毫秒，则接收到畸变电流采样信号后的1毫秒开始计算100毫秒，这100毫秒为预设时间段；在一种可选的实施方式中，预设间隔时间可不在畸变电流采样信号中，而是事先存入发送端和接收端中，以减少需传输的数据量，且预设间隔时间的值可为0；预设间隔时间预留发送端和接收端解析畸变电流采样信号的时间，保证发送端在预设时间段内开启畸变电流发送的同时接收端也能够开启畸变电流的接收，进一步保证获取目标畸变电流的准确性；

S01、所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

具体的，在一种可选的实施方式中，发送端在预设时间段内根据预设发送次数发送畸变电流，且每两次发送之间的时间间隔相同；

S02、所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功；

具体的，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数相等；或，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数与所述预设发送次数之间的差值是否小于阈值；在一种可选的实施方式中，预设发送次数为5，阈值为2。

本发明的实施例二为：

一种畸变电流采样方法，其与实施例一的不同之处在于，所述畸变电流采样信号还包括预设畸变电流参数；

则S01包括：

所述发送端根据所述预设时间段、所述预设发送次数及所述预设畸变电流参数发送畸变电流；

在一种可选的实施方式中，预设时间段为100毫秒，预设发送次数为5次，每间隔20毫秒发送一次畸变电流；

在一种可选的实施方式中，使用电压互感器采集电压信号，并通过所采集到的电压信号获取电网中的电压波形状态，获取电网中的频率，并在波峰处注入畸变电量，能够最大程度提高识别度；

S02包括：

S021、通过傅里叶算法分离出畸变电流：在频谱分析中，傅氏变换F(ω)又称为f(t)的频谱函数，而它的模|F(ω)|称为f(t)的振幅频谱(亦简称为频谱)，由于ω是连续变化的，我们称之为连续频谱，对一个时间函数作傅氏变换，就是求这个时间函数的频谱；

显然，振幅函数|F(ω)|是角频率ω的偶函数，即

相角频谱argF(ω)是ω的奇函数。

求单个矩形脉冲函数

的频谱图：

其中，a表示畸变电流的脉冲宽度，在一种可选的实施方式中，

f(t)表示以T为周期的实函数，E表示畸变电流的脉冲幅值，在一种可选的实施方式中，发送端发出的畸变电流的大小为2.2A；

得到分离出的畸变电流；

S022、所述接收端判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应，若是，则所述畸变电流的接收次数增加1，得到所述预设时间段内的畸变电流接收总次数；

S023、判断所述畸变电流接收总次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

请参照图2，本发明的实施例三为：

一种畸变电流采样系统3，包括发送端1和接收端2，所述发送端1包括第一存储器12、第一处理器11及存储在所述第一存储器12上并可在所述第一处理器11上运行的第一计算机程序；所述接收端2包括第二存储器22、第二处理器21及存储在所述第二存储器22上并可在所述第二处理器21上运行的第二计算机程序，所述第一处理器11执行所述第一计算机程序时实现实施例一或实施例二中发送端所执行的各个步骤，所述第二处理器21执行所述第二计算机程序时实现实施例一或实施例二中接收端所执行的各个步骤；

在一种可选的实施方式中，系统中可包括多个终端，每个终端都可作为发送端和接收端，但在同一时间只存在一个发送端。

综上所述，本发明提供了一种畸变电流采样方法和系统，通过限制畸变电流发送的时间段、次数和畸变电流的相关参数，接收端根据此判断所接收到的畸变电流是否为发送端所发送的应接收的目标畸变电流，从而能够在电网运行过程中各类的畸变电流中识别出发送端所发送的需要识别的畸变电流，同时在判断接收端所接收到的畸变电流的次数是否与预设发送次数对应时，除了提供是否相等的方案，还可以选择设置成与预设发送次数之间的差值是否小于阈值的方案，因电网中可能存在畸变电流恰好将所发送的畸变电流抵消，设置阈值能够在保证准确性的前提下提高效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种畸变电流采样方法，其特征在于，包括步骤：

发送端和接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

2.根据权利要求1所述的一种畸变电流采样方法，其特征在于，所述畸变电流采样信号包括预设畸变电流参数；

所述发送端根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流包括：

所述发送端根据所述预设时间段、所述预设发送次数及所述预设畸变电流参数发送畸变电流；

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应，若是，则所述畸变电流的接收次数增加1，得到所述预设时间段内的畸变电流接收总次数；

判断所述畸变电流接收总次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

3.根据权利要求1或2所述的一种畸变电流采样方法，其特征在于，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数相等；

或，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数与所述预设发送次数之间的差值是否小于阈值。

4.根据权利要求2所述的一种畸变电流采样方法，其特征在于，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应之前包括：

所述接收端通过傅里叶算法分离出所述畸变电流。

5.根据权利要求1所述的一种畸变电流采样方法，其特征在于，所述预设时间段为10-30毫秒。

6.一种畸变电流采样系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括第一存储器、第一处理器及存储在所述第一存储器上并可在所述第一处理器上运行的第一计算机程序；所述接收端包括第二存储器、第二处理器及存储在所述第二存储器上并可在所述第二处理器上运行的第二计算机程序，其特征在于，所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现以下步骤：

与所述接收端同时接收畸变电流采样信号，所述畸变电流采样信号包括预设时间段及预设发送次数；

根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现以下步骤：

与所述发送端同时接收所述畸变电流采样信号；

判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

7.根据权利要求6所述的一种畸变电流采样系统，其特征在于，所述畸变电流采样信号包括预设畸变电流参数；

所述第一处理器执行所述第一计算机程序时实现根据所述预设发送次数在所述预设时间段发送畸变电流包括：

根据所述预设时间段、所述预设发送次数及所述预设畸变电流参数发送畸变电流；

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应，若是，则所述畸变电流的接收次数增加1，得到所述预设时间段内的畸变电流接收总次数；

判断所述畸变电流接收总次数是否与所述预设发送次数对应，若是，则所述畸变电流采样成功。

8.根据权利要求6或7所述的一种畸变电流采样系统，其特征在于，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数对应包括：

判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数是否与所述预设发送次数相等；

或，所述接收端判断在所述预设时间段内接收到畸变电流的接收次数与所述预设发送次数之间的差值是否小于阈值。

9.根据权利要求7所述的一种畸变电流采样系统，其特征在于，所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现判断在所述预设时间段内接收到的畸变电流的参数是否与所述预设畸变电流参数对应之前包括：

所述第二处理器执行所述第二计算机程序时实现通过傅里叶算法分离出所述畸变电流。

10.根据权利要求6所述的一种畸变电流采样系统，其特征在于，所述预设时间段为50-150毫秒。

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