基于fpag的全光纤电流互感器去噪方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及技术领域集成电路技术领域，具体涉及一种基于FPAG的全光纤电流 互感器去噪方法及装置。
【背景技术】
[0002] 全光纤电流互感器在高电压、大电流的测量方面与传统互感器相比有明显的优 势，但是和传统互感器一样，噪声带来的测量误差是一个无法回避的问题。
[0003] 目前针对降低噪声的方法主要有：
[0004] 对于光源噪声，若是由温度引起的波长变化，则可以直接测量温度而校正波长，否 则必须测量波长进行校正。若是由返回光造成的影响，可采用光隔离器、信号衰减器、或选 用超发光二极管（SLD)之类的低相干光源，来降低反射光与信号光的干涉效果，抑制瑞利 背向散射噪声。
[0005] 对于检测电信号噪声，用电子学方法可减少放大器噪声，而散粒噪声只能通过选 择尽可能大的光源功率和低损耗的光纤通路来增强光信号，提高信噪比。
[0006] 对于传感环噪声，一种是采用短相干光源，二是在光纤线圈的一端进行相位调制， 选择合适的调制频率，使左右旋转的两束瑞利散射光的偏振调制相位正好相差180,可消除 返回光源的光信号的附加幅度调制噪声。除此之外，背景噪声、热噪声、振荡复合噪声、线路 噪声、暗电流噪声、电子噪声、环境噪声（如温度变化）、声频扰动、机械振动及任何其他大 规模扰动等（如地球磁场变化等）也都是影响性能的噪声源。可见通常的去噪方法只是对 光路的各个部分噪声进行了抑制，而缺乏对整体系统噪声的控制。
[0007] 鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的全光纤电流互感器去噪方法 成为本领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的可通过以下的技术措 施来实现：
[0009]
[0010] 一种基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，与现有技术相比，其不同之处在 于，包括如下步骤：
[0011] 步骤S1:采集电流互感器的状态信号并对该状态信号进行预处理以获得状态变 量数据Xi;
[0012] 步骤S2 :对所得状态变化数据Xi进行加权计算以获得加权数据集{XJ;
[0013] 步骤S3 :对所得加权数据集{XJ进行非线性数据处理获得数据集{yi};
[0014] 步骤S4 :根据数据集{yj、数据集{yj的均值计算协方差矩阵Pyy，根据状态变量 数据Xi、状态变量数据\的均值、数据集{yj和数据集{yj的均值计算协方差矩阵？^
[0015] 步骤S5 :根据协方差矩阵Pxy和协方差矩阵Pyy进行后验值计算并将该后验值输 出。
[0016] 优选地，所述步骤S1之后、步骤S2之前还包括对状态变量数据xi进行初始化的 步骤：Xik=xf+vQ= 1，2,3) ;yk=X)sin(x2kt+x3k)+n，其中，Xi、x2、x3分别表示交流电 流信号的幅值、频率和相位。
[0017] 优选地，所述步骤S2具体包括：
[0018] 步骤S21 :计算状态变量数据xi的均值& .
[0019] 步骤S22 :计算状态变量数据xi和其均值i)的协方差矩阵Pxx;
[0020] 步骤S23 :按照下式所示进行重采样以获得加权数据集{XJ，
【主权项】
1. 一种基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1 :采集电流互感器的状态信号并对该状态信号进行预处理以获得状态变量数 据xi; 步骤S2 :对所得状态变化数据Xi进行加权计算以获得加权数据集{XJ; 步骤S3 :对所得加权数据集{XJ进行非线性数据处理获得数据集{yi}; 步骤S4:根据数据集{yj、数据集{yj的均值计算协方差矩阵Pyy，根据状态变量数据Xi、状态变量数据\的均值、数据集{yj和数据集{yj的均值计算协方差矩阵匕7; 步骤S5 :根据协方差矩阵Pxy和协方差矩阵Pyy进行后验值计算并将该后验值输出。
2. 根据权利要求1所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，其特征在于，所述 步骤S1之后、步骤S2之前还包括对状态变量数据xi进行初始化的步骤：Xik=xiH+v(i= 1，2,3) sin(x2kt+x3k)+n，其中，义^^冷别表示交流电流信号的幅值^频率和相 位。
3. 根据权利要求2所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，其特征在于，所述 步骤S2具体包括： 步骤S21 :计算状态变量数据xi的均值4 . 9 步骤S22 :计算状态变量数据xi和其均值的协方差矩阵Pxx; 步骤S23 :按照下式所示进行重采样以获得加权数据集{XJ，
入=a2n-n，0. 0001 彡a彡 1，权值为= ^ + ^ 〇
4. 根据权利要求3所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，其特征在于，所述 步骤S3中非线性数据处理为
5. 根据权利要求4所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法，其特征在于，所述 步骤S5中 <
_其中，uin为预处理所得状态 变量数据xi;将所得氧"代^
t〇
6. -种基于FPAG的全光纤电流互感器去噪装置，其特征在于，该装置包括： 预处理模块，用于采集电流互感器的状态信号并对该状态信号进行预处理以获得状态 变量数据xi; 加权计算模块，用于对所得状态变化数据Xi进行加权计算以获得加权数据集{XJ; 非线性处理模块，用于对所得加权数据集{XJ进行非线性数据处理获得数据集{yi};协方差计算模块，用于根据数据集{yj、数据集{yj的均值计算协方差矩阵Pyy，根据状 态变量数据Xi、状态变量数据\的均值、数据集{yj和数据集{yj的均值计算协方差矩阵Pxy; 后验值计算模块，用于根据协方差矩阵Pxy和协方差矩阵Pyy进行后验值计算并将该后 验值输出。
7. 根据权利要求6所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪装置，其特征在于，所述 加权计算模块包括：第一均值模块、第一协方差模块和重采样模块，第一协方差模块分别与 预处理模块、第一均值模块以及重采样模块连接，重采样模块与所述非线性处理模块连接。
8. 根据权利要求6所述的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪装置，其特征在于，所述 协方差计算模块包括：第二均值模块、第二协方差模块和第三协方差模块，第二均值模块、 第二协方差模块和第三协方差模块均与非线性处理模块连接，第二均值模块分别与第二协 方差模块和第三协方差模块连接，第二协方差模块和第三协方差模块均与后验值计算模块 连接。
【专利摘要】本发明涉及技术领域集成电路技术领域，具体涉及一种基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法及装置。本发明的基于FPAG的全光纤电流互感器去噪方法采用浮点计算的方式提高精度，结合FPGA的时序管理避免出现大量资源被占用的情况，同时解决了复杂矩阵运算的问题。
【IPC分类】G01R15-24, G01R19-00
【公开号】CN104698248
【申请号】CN201410839645
【发明人】许力, 李晓, 方兵, 文涛, 崔新友
【申请人】武汉烽火富华电气有限责任公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日