一种高精度采样的实现方法与流程

本发明属于电网技术领域，特别涉及一种高精度采样的实现方法。

背景技术：

近年来高压直流输电系统在我国得到快速发展，直流测量装置作为高压直流输电系统的关键设备之一，为直流控制保护系统提供真实可靠的一次电流、电压信息。在高压直流输电系统，尤其是柔性直流输电系统中，直流控制保护系统对直流测量装置的采样精度有较高的要求。

国标《GB_T 26217-2010高压直流输电系统直流电压测量装置》中规定，对于0.2级直流电压测量装置要求10％～100％额定电压下，采样精度不超过0.2％；对于0.1级直流电压测量装置，采样精度要求更是达到了0.1％。

国标《GB_T 26216.1-2010高压直流输电系统直流电流测量装置第1部分：电子式直流电流测量装置》中规定，对于0.2级电子式直流电流测量装置要求10％～110％额定电流下，采样精度不超过0.2％；对于0.1级电子式直流电流测量装置，采样精度要求更是达到了0.1％，同时要求测量范围到6倍额定电流。在实际的柔性直流输电工程中，技术规范中对5％～10％额定电流下的采样精度也提出了同样的要求，测量范围要求更是达到15倍额定电流甚至更高。

现有电子式直流电流测量装置一般采用16位AD采样芯片，测量动态范围设计为6倍。在低端信号(0～10％额定值)下，采样精度只能达到2％～5％，影响高压直流输电控制保护系统的精度和性能。

降低测量装置的测量动态范围，可以提高低端信号(0～10％额定值)的采样精度。但是在暂态故障状态下，测量装置可能不能真实反映一次直流电流或电压信息，导致高压直流输电控制保护系统的动作行为不正确。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种高精度采样的实现方法，确保在满足测量动态范围要求的同时，能够保证低端信号(0～10％额定值)下的采样精度，进而提高整个高压直流输电控制保护系统的性能和可靠性。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高精度采样的实现方法，包括如下步骤：

(1)采用不同动态范围的双AD采样，定义动态范围小的采样值为AD1，动态范围大的采样值为AD2；

(2)将AD2采样值归一化到AD1，得到AD2归一化采样值；

(3)将AD1采样值或AD2采样值与切换定值比较，根据比较结果切换输出AD1采样值或AD2归一化采样值。

上述步骤(1)中，AD1动态范围的选取原则是：至少满足1倍额定值测量范围。

上述步骤(1)中，AD2动态范围的选取原则是：AD2动态范围大于AD1动态范围，根据技术规范要求选取测量范围，最大测量动态范围不超过2^N-1倍额定值，N为采样芯片AD位数。

上述步骤(2)的具体内容是：将AD2采样值乘以动态范围系数，得到AD2归一化采样值；其中，动态范围系数为AD2动态范围与AD1动态范围的比值。

上述步骤(3)中，将AD1采样值与切换定值1比较，具体的比较准则是：当AD1采样值小于切换定值1，输出AD1采样值；反之，输出AD2归一化采样值。

上述切换定值1的选取原则是：切换定值1大于额定信号下的AD1采样值，小于AD1动态范围的最大采样值。

上述步骤(3)中，将AD2采样值与切换定值2比较，具体的比较准则是：当AD2采样值大于切换定值2，输出AD2归一化采样值；反之，输出AD1采样值。

上述切换定值2的选取原则是：切换定值2大于额定信号下的AD2采样值，小于AD1动态范围的最大采样值与动态范围系数的比值。

采用上述方案后，本发明通过两路不同动态范围的双AD采样值切换输出，既能满足高压直流输电系统保护装置对直流测量装置动态范围的要求，又能保证直流测量装置低端信号(0～10％额定值)下的采样精度，提高了整个高压直流输电系统的性能和可靠性。

附图说明

图1是本发明第一实施例的逻辑图；

图2是本发明第二实施例的逻辑图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

本发明提供一种高精度采样的实现方法，包括如下步骤：

(1)采用不同动态范围的双AD采样，为了便于描述，定义动态范围小的采样值为AD1，动态范围大的采样值为AD2；

其中，AD1动态范围的选取原则是：至少满足1倍额定值测量范围，一般选取2倍额定值测量范围。

AD2动态范围的选取原则是：AD2动态范围大于AD1动态范围，根据技术规范要求选取测量范围，最大测量动态范围不超过2^N-1倍额定值，N为采样芯片AD位数。

(2)将AD2采样值归一化到AD1，得到AD2归一化采样值；

将AD2采样值归一化到AD1的方法为：将AD2采样值乘以动态范围系数，动态范围系数为AD2动态范围与AD1动态范围的比值，动态范围系数大于1。

(3)将AD1采样值或AD2采样值与切换定值比较，根据比较结果切换输出AD1采样值或AD2归一化采样值。

如图1所示，是本发明第一实施例的逻辑图，包括以下步骤：

(1)采用不同动态范围的双AD采样；

(2)AD2采样值归一化到AD1；

(3)AD1当前采样值小于切换定值1，输出AD1采样值；反之，输出AD2归一化采样值。

其中，切换定值1的选取原则是：切换定值1要大于额定信号下的AD1采样值，小于AD1动态范围的最大采样值。切换定值尽量保证在1倍额定值以上，避免正常运行时出现频繁切换输出采样值。

如图2所示，是本发明第二实施例的逻辑图，包括如下步骤：

(1)采用不同动态范围的双AD采样；

(2)AD2采样值归一化到AD1；

(3)AD2采样值大于切换定值2，输出AD2归一化采样值；反之，输出AD1采样值。

其中，切换定值2的选取原则是：切换定值2要大于额定信号下的AD2采样值，小于AD1动态范围的最大采样值与动态范围系数的比值。切换定值尽量保证在1倍额定值以上，避免正常运行时出现频繁切换输出采样值。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。