一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法技术

本发明专利技术专利公开了一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法，涉及配电自动化领域。所述方法包括如下步骤：测量每一路信号的频率；以所述信号中的任一路信号为基础信号，设定每周期采样点数；通过基础信号的频率和每周期采样点数计算采样频率和采样间隔；计算基础信号以外的各路信号的周期差；根据采样间隔和周期差计算各路信号的伸缩公比；根据伸缩公比计算每路信号的起始系数与移位系数；以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列；对所述采样序列的数据进行逐点等比修正。本发明专利技术减小了计算误差，提高同步化处理精度。

A multi-channel asynchronous sampling data processing method based on proportional scaling of sampling points

【技术实现步骤摘要】
一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法
本专利技术涉及配电自动化领域，特别涉及一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法。
技术介绍
随着分布式电源的广泛接入，配电网运行方式的调整除了原有的合、解环操作外，还增加了分布式电源的离网、并网操作，其中合环与并网操作如果处理不当，会对配电网产生较大的冲击，影响其可靠性与稳定性。合环与并网操作涉及两个或多个系统，每个系统的频率不同，如果以适合其中某一系统频率采样，其他系统将获得异步采样数据，进而产生电力信号测量误差，不能满足操作需求。对多个频率信号的精确同步采样测量一般通过多套硬件系统实现，对于配电网设备而言成本过高，因此需要一种不同频率系统异步采样数据的同步处理方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法，以解决现有技术中的多个频率信号精确同步采样测量需要通过多套硬件系统才能实现的问题。为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法，所述方法包括如下步骤：测量每一路信号的频率；以所述信号中的任一路信号为基础信号，设置每周期采样点数；通过基础信号的频率和每周期采样点数计算采样频率和采样间隔；计算基础信号以外的各路信号的周期差；根据采样间隔和周期差计算各路信号的伸缩公比；根据伸缩公比计算每路信号的起始系数与移位系数；以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列；对所述采样序列的数据进行逐点等比修正。进一步的，所述采样频率和采样间隔的计算方法如下：fs＝f0*N；ts＝1/fs＝1/(f0*N)；其中，fs为采样频率，f0为基础信号的频率，N为每周期采样点数，ts为采样间隔。进一步的，所述周期差的计算方法包括：dTn＝(fn–f0)/(f0*fn)；其中，dTn为第n路信号的周期差，fn为第n路信号频率。进一步的，所述伸缩公比的计算方法包括：qn＝dTn/(N*ts)；其中，qn为第n路信号的伸缩公比。进一步的，所述起始系数与移位系数的计算方法包括；m_idn＝trunc[-1*(i+1)*qn]；其中，s_idn为第n路信号的起始系数，m_idn为第n路信号的移位系数，trunc[]表示去除数字的小数部分，i为采样点序号。进一步的，所述等比修正的方法包括：Yn(i)＝Xn(i+m_idn)–[Xn(i+1+s_idn+m_idn)–Xn(i+s_idn+m_idn)]*[(i+1)*qn+m_idn]；其中，Yn(i)为第n路信号的第i采样点的同步数据，Xn为第n路信号的异步采样数据序列。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过较低的采样频率将多路异步采样数据转换为同步采样数据，实现不同频率系统电力信号的精确测量计算，无需更改硬件设计，避免增加硬件成本，通过软件计算方式解决多路异步采样数据的同步处理问题，同时本方法可以自适应采样点数的调整，通过起始系数与移位系数减小计算误差，提高同步化处理精度。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据同步化处理方法，具体实施方式如下：步骤一：测量每一路信号的频率f，记为f0,f1,…,fn，fn为第n路信号频率；步骤二：设定所述信号中的任一路信号为基础信号，设定每周期采样点数N，以基础信号频率与每周期采样点数的乘积为采样频率fs，计算采样间隔ts；如果以f0为基础信号，设定每周期采样点数为N，采样频率fs＝f0*N，采样间隔ts＝1/fs＝1/(f0*N)。步骤三：计算各路信号与基础信号的周期差dT，记为dT0,dT1,…,dTn，dTn＝(fn–f0)/(f0*fn)，dTn为第n路信号的周期差；步骤四：根据采样间隔和各路信号的周期差计算各路信号的伸缩公比q，记为q0,q1,…,qn，qn＝dTn/(N*ts)，qn为第n路信号的伸缩公比；步骤五：根据伸缩公比计算每路信号的起始系数s_id与移位系数m_id，分别记为s_id0,s_id1,…,s_idn和m_id0,m_id1,…,m_idn，其中，s_idn为第n路信号的起始系数，m_idn为第n路信号的移位系数；起始系数s_id与信号频率有关，当信号频率fn大于基础信号f0时，s_idn＝-1；当信号频率fn小于基础信号f0时s_idn＝0。移位系数m_id与采样点序号和伸缩公比有关，m_idn＝trunc[-1*(i+1)*qn]，式中trunc[]表示去除数字的小数部分，i表示采样点序号。步骤六：以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列X0(i),X1(i),…,Xn(i)，Xn(i)为第n路信号的第i采样点的异步采样数据，每周期采样点数为N时，采样点序号为i＝-1,0,1,…,N-1,N,N+1(序号-1代表上一个周期的最后一个采样点，序号N，N+1代表下一个周期的前两个采样点)；步骤七：根据预设的计算公式和各路信号的伸缩公比q、起始系数s_id、移位系数m_id，对各路采样序列的数据进行逐点等比修正，按以下公式生成同步数据序列Y0(i),Y1(i),…,Yn(i)。Yn(i)＝Xn(i+m_idn)–[Xn(i+1+s_idn+m_idn)–Xn(i+s_idn+m_idn)]*[(i+1)*qn+m_idn]。其中，Yn(i)为第n路信号的第i采样点的同步数据，Xn为第n路信号的异步采样数据序列。下面以49Hz,50Hz,51.5Hz三个频率的数据采样作为研究示例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。1)测量每一路信号的频率，记为f0＝49Hz,f1＝50Hz,f2＝51.5Hz。2)设定f1＝50Hz信号为基础，设定每周期采样点数为N＝80点，采样频率fs＝4000Hz，采样间隔ts＝0.25ms。3)计算信号与基础信号的周期差dT，dT0＝-4.082*10-4s，dT2＝5.825*10-4s。4)根据采样间隔和信号的周期差计算信号的伸缩公比q，q0＝-0.0204，q2＝0.0291。5)根据伸缩公比计算每路信号的起始系数s_id与移位系数m_id。49Hz信号起始系数s_id0＝0，51.5Hz信号起始系数s_id2＝-1。每周期采样点数为80时，49Hz信号移位系数m_id0与51.5Hz信号移位系数m_id2分别为：6)以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列X0(i),X1(i),X2(i)，采样点序号i＝-1,0,1,…,79,80,81，其中X1(i)为同步采样序列，X0(i),X2(i)为异步采样序列。7)按以下公式生成X0(i)对应的同步数据序列Y0(i)：Y0(0)＝X0(0)–[X0(1)–X0(0)]*q0，...，Y0(48)＝X0(48)–[X0(49)–X0(48)]*49*q0，Y0(49)＝X0(50)–[X0(51)–X0(50)]*(50*q0+1)，…，Y0(79)＝X0(80)–[X0(81)–X0(80)]*(80*q0+1)。按以下公式生成X2(i)对应的同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：测量每一路信号的频率；以所述信号中的任一路信号为基础信号，设置每周期采样点数；通过基础信号的频率和每周期采样点数计算采样频率和采样间隔；计算基础信号以外的各路信号的周期差；根据采样间隔和周期差计算各路信号的伸缩公比；根据伸缩公比计算每路信号的起始系数与移位系数；以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列；对所述采样序列的数据进行逐点等比修正。

【技术特征摘要】
1.一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：测量每一路信号的频率；以所述信号中的任一路信号为基础信号，设置每周期采样点数；通过基础信号的频率和每周期采样点数计算采样频率和采样间隔；计算基础信号以外的各路信号的周期差；根据采样间隔和周期差计算各路信号的伸缩公比；根据伸缩公比计算每路信号的起始系数与移位系数；以所述采样频率对各路信号进行数据采样，获得采样数据序列；对所述采样序列的数据进行逐点等比修正。2.根据权利要求1所述的一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据同步化处理方法，其特征在于，所述采样频率和采样间隔的计算方法如下：fs＝f0*N；ts＝1/fs＝1/(f0*N)；其中，fs为采样频率，f0为基础信号的频率，N为每周期采样点数，ts为采样间隔。3.根据权利要求2所述的一种基于采样点等比伸缩的多路异步采样数据同步化处理方法，其特征在于，所述周期差的计算方法包括：dTn＝(fn–f0)/(f0*fn)；其中，dTn为第n...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆拓，金松茂，张华，高志勇，陈云国，郭洪兴，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32