一種電能質量有損壓縮方法
2023-06-19 20:27:06
專利名稱：一種電能質量有損壓縮方法
技術領域：
本發明屬於電能質量數據壓縮的技術領域，特別涉及一種電能質量有損壓縮方法。
背景技術：
電能質量數據壓縮分為有損壓縮和無損壓縮。其中無損壓縮是利用數據的統計冗餘進行壓縮，可完全回復原始數據而不引起任何失真，但是受到數據統計冗餘度的理論限制，壓縮比一般為2:1到5:1，壓縮效果十分有限。而有損壓縮允許壓縮過程中損失一定的信息，雖然不能完全恢復原始數據，但是所損失的部分對還原原始信息影響較小，卻換來了大得多的壓縮比，節省了存儲空間。電能質量領域中有損壓縮算法中傅立葉變換的方法應用較多，但此種方法受到硬體採樣率、算法選取諧波計算次數等因素的限制，壓縮比較為固定，不便於調節。當電能質量很好時，算法選取諧波次數會比實際諧波次數高得多，因此在壓縮存儲過程中存入了過多的實際不存在的諧波數據(通常以O補足)，導致壓縮比大幅降低，但壓縮精度並未提高。
發明內容
本發明克服了現有技術的缺陷，解決了電能質量數據高質量、高效率壓縮的問題。本發明公開了ー種電能質量有損壓縮方法，該方法包括如下步驟
步驟1，設置諧波閾值，
步驟2，採集電能質量信號，
步驟3，對該電能質量信號進行離散傅立葉變換，獲得該電能質量信號各次諧波的次數、實部和虛部，基於該離散傅立葉變換的結果，計算該電能質量信號各次諧波的參數，
步驟4，將該電能質量信號的每次諧波的參數和所述諧波閾值進行比較，
步驟5，存儲全部大於或等於該諧波閾值的該電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部。進ー步，對於步驟5，該電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部被存儲在一個數據塊中，該數據塊分為第一數據段、第二數據段和第三數據段，該第一數據段用於存儲該電能質量信號的部分諧波的次數，該第二數據段用於存儲該第三數據段中存儲的數據的長度，該第三數據段用於存儲該電能質量信號的部分諧波的實部和虛部。進ー步,該諧波閾值和該諧波參數為幅值、相位或諧波含有率。進一歩，所述電能質量信號為電壓或電流。本發明提供的一種電能質量有損壓縮方法的有益效果在幹，I)通過閾值判斷，選 取對電網的電能質量影響較大的諧波進行存儲，提高壓縮比的同時，也増加了存儲數據的有效性；2)以數據塊為最小存儲單位，相同諧波次數的諧波信息存儲至ー個數據塊中，避免了冗餘存儲的問題，可以有效地提高解壓縮的效率。
圖I為本發明的一種電能質量有損壓縮方法的示意流程圖。
具體實施例方式本發明的一種電能質量有損壓縮方法，結合附圖和實施例詳細說明如下。如圖I所示，本發明公開的ー種電能質量有損壓縮方法包括如下步驟
步驟1，設置諧波閾值，用於之後與傅立葉變換的結果進行比較，篩選出對電能質量影響較大的諧波，該諧波閾值的類型包括幅值、相位、諧波含有率等，具體類型的選擇依據實際需要而定，
步驟2，採集電能質量信號，該電能質量信號可以是電壓信號也可以是電流信號，
步驟3，對該電能質量信號進行離散傅立葉變換，獲得該電能質量信號各次諧波的次數、實部和虛部，基於該離散傅立葉變換的結果和步驟I設定的諧波閾值的類型，計算該電能質量信號各次諧波的參數，該參數類型與該諧波閾值的類型應相同，可以是諧波的幅值、相位或諧波含有率等，即當步驟I設定的是諧波幅值閾值時，本步驟計算的將是諧波的幅值參數，當步驟I設定的是諧波含有率閾值時，本步驟計算的將是諧波含有率參數，此外，本步驟3之前，還可對電能質量信號進行濾波處理，消除噪聲，
步驟4，將步驟3計算出的該電能質量信號的每次諧波的參數與該諧波閾值進行比較，步驟5，存儲全部大於或等於該諧波閾值的該電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部，而小於該諧波閾值的該電能質量的諧波的次數、實部和虛部將不作存儲。為了節約存儲空間，本發明在步驟5以數據塊為最小存儲單元，並將該數據塊分為第一數據段、第二數據段和第三數據段來存儲數據，具體存儲方法為，對於第一次電能質量信號採樣的結果，經諧波閾值比較後，篩選出的全部大於或等於該諧波閾值的該電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部被存入ー個數據塊中，其中該電能質量信號的部分諧波的次數被存入該數據塊的第一數據段中，而該電能質量信號的部分諧波的實部和虛部被存入該數據塊的第三數據段中，該數據塊的第三數據段存儲數據的長度被保存在該數據塊的第二數據段中，對於第二次及以後電能質量信號採樣的結果，經諧波閾值比較後、存儲前，需與每個已有數據塊的第一數據段存儲的次數數據進行比較，若結果不同，則將新篩選的電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部按上述方法保存為ー個新的數據塊，若結果相同，則將該新篩選的電能質量信號的部分諧波的實部和虛部存入包含相同諧波次數的數據塊中，其中，該新篩選的電能質量信號的部分諧波的的實部和虛部存入該包含相同諧波次數的數據塊的第三數據段中，並更新該包含相同諧波次數的數據塊的第二數據段中的數據長度，完成一次或多次新的壓縮存儲過程。本發明主要基於諧波對電能質量的影響度來有選擇地存儲諧波數據，節約存儲空間，從而提高分析效率。諧波閾值的選取主要依據不同的應用場合對諧波參數的要求而定，超過該參數要求的諧波必然會對電能質量產生重要的影響，是應該被關注的對象，相反，低於該參數要求的諧波屬於可接受的範圍，一般對電能質量的影響較小，故本發明將捨棄對該部分諧波的存儲，達到提高壓縮比的目的。以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的範疇，本發明的專利保護範圍應由權利要求限定 。
權利要求
1.一種電能質量有損壓縮方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟 步驟1，設置諧波閾值， 步驟2，採集電能質量信號， 步驟3，對所述電能質量信號進行離散傅立葉變換，獲得所述電能質量信號各次諧波的次數、實部和虛部，基於所述離散傅立葉變換的結果，計算所述電能質量信號各次諧波的參數， 步驟4，將所述電能質量信號的每次諧波的參數和所述諧波閾值進行比較， 步驟5，存儲全部大於或等於所述諧波閾值的所述電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部。
2.根據權利要求I所述的電能質量有損壓縮方法，其特徵在於，對於步驟5，所述電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部被存儲在ー個數據塊中，所述數據塊分為第一數據段、第二數據段和第三數據段，所述第一數據段用於存儲所述電能質量信號的部分諧波的次數，所述第二數據段用於存儲所述第三數據段中存儲的數據的長度，該第三數據段用於存儲所述電能質量信號的部分諧波的實部和虛部。
3.根據權利要求I或2所述的電能質量有損壓縮方法，其特徵在於，所述諧波閾值和所述諧波參數為幅值、相位或諧波含有率。
4.根據權利要求3所述的電能質量有損壓縮方法，其特徵在於，所述電能質量信號為電壓或電流。
5.根據權利要求I或2所述的電能質量有損壓縮方法，其特徵在於，所述電能質量信號為電壓或電流。
全文摘要
本發明屬於電能質量數據壓縮技術領域，涉及一種電能質量有損壓縮方法，該方法包括如下步驟1)設置諧波閾值，2)採集電能質量信號，3)對該電能質量信號進行離散傅立葉變換，獲得該電能質量信號各次諧波的次數、實部和虛部，基於該離散傅立葉變換的結果，計算該電能質量信號各次諧波的參數，4)將該電能質量信號的每次諧波的參數和該諧波閾值進行比較，5)存儲全部大於或等於該諧波閾值的該電能質量信號的部分諧波的次數、實部和虛部。本發明基於諧波對電能質量的影響程度，提高了電能質量數據有損壓縮的比率。
文檔編號H03M7/30GK102684704SQ201210167400
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優先權日2012年5月28日
發明者孟軍, 李萌, 滑曉欣, 賈琳 申請人:北京博電新力電氣股份有限公司