从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法及系统、设备、存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法及系统、设备、存储介质，所述方法通过采用高频计量方式得到台区总表的高频功率序列，在很短的时间跨度内可以得到丰富的功率数据，并且弱周期性的噪声功率在很短的时间跨度内可以拟合为一条直线，然后基于功率阶跃发生前后的多个计量点数据分别拟合得到功率阶跃前后的拟合直线，最后基于功率阶跃前后的两条拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值，消除了弱周期性噪声信号的干扰，大大提升了阶跃信号的提取精度，进而保证了电表的误差测量准确度。证了电表的误差测量准确度。证了电表的误差测量准确度。

【技术实现步骤摘要】
从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法及系统、设备、存储介质


[0001]本专利技术涉及阶跃信号提取
，特别地，涉及一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质。

技术介绍

[0002]在数据处理的过程中经常会遇到需要提取阶跃信号的情况，比如专利CN113253189A，其需要从台区总表的功率波动中分离出功率的阶跃信号，以得到准确的功率阶跃值，该功率阶跃物理上对应着典型电器(纯阻性电器)的启停，该功率阶跃值可以与户表侧监测到的功率变化值一起，来计算户表相对于总表的误差偏离度。在实际的生产生活中，电表的计量准确性直接影响到用户电费支出与供电公司的电费收入，其误差涉及用电公平性，需要被精准地计算出来，因此需要准确地计算出功率的阶跃值。
[0003]但是，在通常的供电台区中，台区总表的功率可以分解为两部分，一部分是连续变化的功率，由电器在连续运行的过程中产生，这部分功率往往呈波动状态，可以归属为噪声，有一定的随机性，总体上呈弱周期性，另一部分是突变的功率，对应着大功率电器的启停，其中部分纯阻性电器具备功率阶跃的特点，是需要准确提取的阶跃信号，而供电台区总表的功率往往体现为上述波动功率与突变功率的叠加。而在实际的运行过程中，部分电器、设备在连续运行时，会呈现几百瓦的大幅波动。例如如图1所示，水泵运行过程中产生的弱周期性噪声信号(功率)为周波级，即相邻两点间隔20毫秒，弱周期性噪声信号呈周期性变化，但不具备严格的振幅与周期值，功率存在着一百瓦至几百瓦的波动。此类电器和设备由于功率波动较大，主导了台区噪声的弱周期性，使其振幅变化增大，同时使其时间周期性增强，这些改变加大了准确提取功率阶跃值的难度，目前，很难从弱周期性噪声中准确提取出阶跃信号，从而导致在某些情况下计算电表的误差时准确度较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法及系统、电子设备、计算机可读取的存储介质，以解决现有技术中无法从弱周期性噪声中准确提取阶跃信号的技术问题。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，包括以下内容：
[0006]对台区总表进行高频计量得到高频功率序列；
[0007]找出功率序列中功率阶跃的发生时刻，选取功率阶跃发生前的多个计量点进行直线拟合得到第一拟合直线，选取功率阶跃发生后的多个计量点进行直线拟合得到第二拟合直线，并使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率；
[0008]基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值。
[0009]进一步地，所述基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值的过程具体为：
[0010]分别基于第一拟合直线和第二拟合直线计算得到在功率阶跃发生后首个计量点或者在功率阶跃发生前最后一个计量点的功率拟合值，基于两个功率拟合值作差计算得到功率阶跃值。
[0011]进一步地，通过调整功率阶跃发生前和功率阶跃发生后的计量点拟合数量，使得第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率。
[0012]进一步地，若通过调整计量点拟合数量无法使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率，则放弃此次功率阶跃值的计算，使用后续功率数据继续计算新的功率阶跃值。
[0013]进一步地，在调整功率阶跃发生前和功率阶跃发生后的计量点拟合数量的过程中，先调整功率阶跃发生前的功率数据周期数和功率阶跃发生后的功率数据周期数相当，再对功率阶跃发生前的一组功率数据的前端计量点、功率阶跃发生后的一组功率数据的后端计量点进行增减调整，最终使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率。
[0014]进一步地，第一拟合直线和第二拟合直线的拟合过程具体为：
[0015]对于包含弱周期性噪声的功率序列(x
i
,y
i
)，其中，x
i
表示第i个计量点在功率序列中的位置，对应着第i个计量点的时间戳，y
i
表示第i个计量点的功率值，采用线性回归的方法进行直线拟合，得到拟合直线。
[0016]进一步地，所述功率序列的时间跨度为1s～10s。
[0017]另外，本专利技术还提供一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的系统，包括：
[0018]数据计量模块，用于对台区总表进行高频计量得到高频功率序列；
[0019]数据拟合模块，用于找出功率序列中功率阶跃的发生时刻，选取功率阶跃发生前的多个计量点进行直线拟合得到第一拟合直线，选取功率阶跃发生后的多个计量点进行直线拟合得到第二拟合直线，并使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率；
[0020]数据分析模块，用于基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值。
[0021]另外，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器通过调用所述存储器中存储的所述计算机程序，用于执行如上所述的方法的步骤。
[0022]另外，本专利技术还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储从弱周期性噪声中提取阶跃信号的计算机程序，所述计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。
[0023]本专利技术具有以下效果：
[0024]本专利技术的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，先对台区总表进行高频计量以得到高频功率序列，可以在很短的时间跨度内形成丰富的功率数据。然后，从高频功率序列中找到功率阶跃的发生时刻，由于采集的是高频功率数据，在一个很短的时间跨度内，弱周期性噪声的功率波动可以拟合为一条直线，再选取功率阶跃发生前的多个计量点进行直线拟合得到第一拟合直线，并选取功率阶跃发生后的多个计量点进行直线拟合得到第二拟合直线，并使两条拟合直线的斜率相等。其中，第一拟合直线得到的功率拟合值为弱周期性噪声信号的功率波动值，第二拟合直线得到的功率拟合值则为弱周期性噪声信号的功率值和
阶跃信号的功率阶跃值的叠加。最后，基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值。本专利技术的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，通过采用高频计量方式得到台区总表高频功率序列，在很短的时间跨度内可以得到丰富的功率数据，并且弱周期性噪声的功率在很短的时间跨度内可以拟合为一条直线，然后基于功率阶跃发生前后的多个计量点数据分别拟合得到功率阶跃前后的拟合直线，最后基于功率阶跃前后的两条拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值，消除了弱周期性噪声信号的干扰，大大提升了阶跃信号的提取精度，进而保证了电表的误差测量准确度。
[0025]另外，本专利技术的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的系统同样具有上述优点。
[0026]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0027]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，其特征在于，包括以下内容：对台区总表进行高频计量得到高频功率序列；找出功率序列中功率阶跃的发生时刻，选取功率阶跃发生前的多个计量点进行直线拟合得到第一拟合直线，选取功率阶跃发生后的多个计量点进行直线拟合得到第二拟合直线，并使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率；基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值。2.如权利要求1所述的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，其特征在于，所述基于第一拟合直线和第二拟合直线在同一时间点的功率拟合值计算得到功率阶跃值的过程具体为：分别基于第一拟合直线和第二拟合直线计算得到在功率阶跃发生后首个计量点或者在功率阶跃发生前最后一个计量点的功率拟合值，基于两个功率拟合值作差计算得到功率阶跃值。3.如权利要求1所述的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，其特征在于，通过调整功率阶跃发生前和功率阶跃发生后的计量点拟合数量，使得第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率。4.如权利要求3所述的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，其特征在于，若通过调整计量点拟合数量无法使第一拟合直线的斜率等于第二拟合直线的斜率，则放弃此次功率阶跃值的计算，使用后续功率数据继续计算新的功率阶跃值。5.如权利要求3所述的从弱周期性噪声中提取阶跃信号的方法，其特征在于，在调整功率阶跃发生前和功率阶跃发生后的计量点拟合数量的过程中，先调整功率阶跃发生前的功率数据周期数和功率阶跃发生后的功率数据周期数相当，再对功率阶跃发生前的一组功率数据的前端计量点、功率阶跃发生后的一组功率数据的后端计量点进行增减调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：常洪山，何光，
申请(专利权)人：北京市腾河电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：