一种特高压雷电侵入波监测中大容量数据处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种雷电流侵入波的大容量数据分析及显示技术，具体涉及一种特高 压雷电侵入波监测中大容量数据处理方法。
【背景技术】
[0002] 目前雷电侵入波在电力行业中的研究应用甚为广泛，由于雷电侵入波波形复杂难 以预测，并且数据量大，因此很难较为全面详细的分析波形的特性，对于雷电侵入波波形特 性的研究将对电网变电站等有效预防雷电侵入波带来的危害等具有重要意义。
[0003] -般波形图形界面显示方法通常采用图形缓存方式，开辟一块内存区存储块预存 处理数据，通过将显示缓冲区数据刷新，从而大小更新显示的效果。但由于一个记录文件数 据大小在3M-100M左右，数据量庞大，全局图形刷新非常缓慢，显示效果会有明显的延时现 象。这对于整个波形的观察、分析等带来很大不便，雷电侵入波监测的数据分析对防雷性能 评估和优化设计有重要的意义和价值。为将雷电侵入波数据在雷电侵入波监测软件中可以 最大程度的以波形的方式快速显示，并对波形频率进行统计分析，可对数据的处理算法进 行优化。目前市场上相关雷电侵入波数据处理软件较少，且处理速度都相对较慢，精确度较 差。
【发明内容】
[0004] 为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种特高压雷电侵入波监测 中大容量数据处理方法。
[0005] 本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
[0006] 本发明提供一种特高压雷电侵入波监测中大容量数据处理方法，其改进之处在 于，所述方法包括：
[0007] 雷电侵入波波形显示；
[0008] 雷电侵入波频率统计；
[0009] 雷电侵入波界面显示。
[0010] 进一步地，所述雷电侵入波波形显示包括：
[0011] ①建立动态数组存储原始波形数据文件中的点数据，数据以结构体的格式存储点 数据的时间信息以及幅值信息；
[0012] ②当选择查看雷电侵入波数据整体波形时，首先获取原始波形数据文件大小，用 原始波形数据文件大小除以结构体的大小得到原始波形数据文件包含的总点数；
[0013] ③判断原始波形数据文件大小：若文件包含的总点数〈点数设定值，则文件默认 分配标号为1 ;否则，采用稀疏算法读原始波形数据文件，每隔100个数据点缓存一个数据 点，将缓存区的数据显示在窗口中；
[0014] ④将总点数除以点数设定值将原始波形数据文件分为多个以点数设定值点为单 位的标号；选择标号并获取文件标号下的完整点数据；
[0015] ⑤当选择标号时，打开相应的原始波形数据文件，直接跳到标号数乘以点数设定 值的位置，开始读取，当读取点个数等于点数设定值时，将动态数组存储的数据存入缓冲区 并显示；其中点数设定值为动态数组的存储上限。
[0016] 进一步地，所述雷电侵入波频率统计包括下述步骤：
[0017] 〈1>从指定点开始读点数据，对点数据进行分析；
[0018] 〈2>设定变量获取点原始波形数据文件中的最大值和最小值；
[0019] 〈3>判断连续两点间的斜率并将斜率由正到负点设为特征数据点，将特征数据点 的时间信息存储在动态数组中；
[0020] 〈4>判断点数是否大于点数设定值：若大于，则求得动态数组中连续两点间的 时间算术平均值，计算雷电侵入波的平均频率和有效值，并进行界面显示；否则返回步骤 〈3>，
[0021] 〈5>界面显示后返回步骤〈1>，重新选择标号。
[0022] 进一步地，所述步骤〈3>中，斜率由正到负的点的幅值均大于其前、后点数据的幅 值；
[0023] 所述步骤〈4>中，雷电侵入波的平均频率为时间算术平均值的倒数；雷电侵入波 波形的有效值采用离散信号有效值的形式，对特征数据点进行积分并求其算术平均值求得 雷电侵入波波形波形有效值，公式如下：
[0024]
[0025] 其中：T为统计雷电侵入波波形的周期值；yjPyn+1分别表示基准点和新的基准 点；、和tn+1分别表示基准点的时间点和新的基准点的时间点。
[0026] 进一步地，所述雷电侵入波界面显示包括：
[0027] 当选择打开原始波形数据文件时，采用稀疏算法读点数据文件，显示雷电侵入波 波形的整体效果；
[0028] 雷电侵入波波形统计信息显示；
[0029] 雷电侵入波波形中的局部完整点数据特征显示。
[0030] 本发明提供的技术方案具有的优异效果是：
[0031] 本发明雷电侵入波的采样频率为20Mhz，3通道12位AD采集，软件检测的数据格 式为预采样一周期，记录两周期约60mS-120ms，文件大小约2M~5M数据。雷电侵入波数据 存储格式为"头文件信息结构体+点数据信息结构体"。
[0032] 1)针对文件数据容量大，处理速度慢的问题，本发明采用了两种方法解决问题， 第一种是采用大文件分块的方法，即将数据量较大的文件平均分为若干个数据量较小的文 件，当进行波形显示时，不需要缓存整个文件的数据，只需要缓存一部分指定的数据，这样 一方面可以快速读取并缓存数据，同时达到快速刷新显示的效果，有效解决了数据更新缓 慢，刷新存在延时的特点。
[0033] 第二种方法则是采用双缓冲区技术，建立两种形式的缓冲区，根据数据量的大小， 决定采用特定缓冲区存储方式，具体方法如下：当窗口显示点数大于某一定义值时，则采用 点数稀疏算法，每隔1〇〇个数据点缓存一个数据点，即整体文件中截取一些点信息进行粗 略显示；当窗口显示点数小于某一定义值时，则采用局部完整点数读取的方法，从而达到局 部波形完整显示的效果。
[0034] (2)由于雷电侵入波数据文件通常很大，在快速统计波形的平均频率、有效值、最 大值、最小值等波形特征值时则会存在一些难度，因此需要特殊的方法解决以上问题。在 读取波形文件时，通过设定两个参数，通过不断比较记录从而保存文件中的波形最大、最小 值；在读点数据的同时，记录是否有特征点，该点均大于前后两点数值，若存储在动态数组 中，该特征点则记为波形的峰峰值，当读文件结束后，通过计算峰峰值见的加权平均数从而 得出波形的平均周期，求倒数则得到雷电侵入波的平均频率值；对于波形的有效值的计算， 则根据求离散信号有效值的求取方法，首先先选择文件中的特征点，以文件中的第一个点 作为基准点，依次读数据点，当数据点的幅值与基准点差值大于某一设定值时，则将该数据 点作为特征点存储起来，并作为新的基准点继续比较，最终通过对离散特征点数据进行积 分，从而求得该波形的有效值。本发明采用的雷电侵入波大容量监测数据快速分析显示方 法，可以有效的解决雷电侵入波数据处理过程复杂、显示精度低、系统操作复杂等问题。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明提供的雷电侵入波快速显示流程图；
[0036] 图2是本发明提供的雷电侵入波频率统计算法流程图；
[0037] 图3是本发明提供的雷电侵入波频率统计的波形图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0039] 以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够 实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施 例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可 以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本 发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同 物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语"发明"来表示，这仅仅 是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为 任何单个发明或发明构思。
[0040] 本发明提供一种特高压雷电侵入波监测中大容量数据处理方法，包括：
[0041] 雷电侵入波波形显示，其流程图如图1所示，包括下述步骤：
[0042] ①建立一个动态数组用来存储原始波形数据文件中的点数据，数据以结构体的格 式存储了点数据的时间信息以及幅值信息。
[0043] ②当选择查看数据整体波形时，首先获取原始波形数据文件大小，用原始波形数 据文件大小除以结构体的大小从而得到原始波形数据文件的总点数；
[0044] ③读原始波形数据文件采用稀疏算法，每隔1