一种多路交流电气量同步采样方法及相关装置与流程

本申请涉及同步采样，尤其涉及一种多路交流电气量同步采样方法及相关装置。

背景技术：

1、在电力系统中，交流电的应用广泛，尤其是变电站交流电源系统需要对多路交流电气量进行同步采样，用以数据分析和故障判断。相关技术中一般采用软件同步采样法进行同步采样，具体通过测量被测信号的周期以及采样点数，得到采样间隔，并确定定时器的计数值，用定时中断方式实现同步采样。该方法省去了硬件环节，结构简单，但由于信号的频率是在一定范围内变化，对周期不能准确测量，按不准确的周期计算的采样间隔进行多次采样后，不能与实际信号的周期同步，即存在同步误差。综合上述，相关技术中存在的技术问题亟需得到解决。

技术实现思路

1、本申请提供了一种多路交流电气量同步采样方法及相关装置，用于减少同步误差，提高采样效率。

2、有鉴于此，本申请第一方面提供了一种多路交流电气量同步采样方法，所述方法包括：

3、获取变电站交流电源系统的电网频率；

4、将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，并通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据；

5、通过直接存储器访问控制器对所述第一采样数据进行存储处理；对所述多路采样装置中的多路模数转换器进行停止采集，完成同步中断；待计算、显示、串口数据传输完成后，对采样周期进行一个同步调整；退出同步中断并重新激活所述多路模数转换器进行采样，得到同步采样数据。

6、可选地，所述获取变电站交流电源系统的电网频率，包括：

7、对所述变电站交流电源系统的输入方波进行电平计时处理，得到输入信号的周期值；

8、对所述周期值进行一阶惯性数字滤波处理，得到电网频率。

9、可选地，所述将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，包括：

10、根据所述电网频率对内部定时器的时间源进行同步，得到同步信号；

11、根据所述同步信号产生对应的脉宽调制信号。

12、可选地，所述通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据，包括：

13、通过启动多路模数转换器开始采样；

14、根据启动信号作为同步信号对单片机中高精度定时器产生得到脉宽调制信号，使用所述脉宽调制信号的上升沿来触发所述多路模数转换器采样;

15、对所述多路模数转换器进行通道同步补偿处理，得到第一采样数据。

16、可选地，所述对所述多路模数转换器进行通道同步补偿处理，得到第一采样数据，包括：

17、将所述多路模数转换器中第一通道和第二通道同一个被测信号周期的测量数据相减，得到信号均值；

18、对所述第二通道所测得的信号进行解卷绕拟合得到解卷绕拟合斜率；

19、将均值除于所述解卷绕拟合斜率得到两通道平均采样时间差；

20、根据所述两通道平均采样时间差对所述多路模数转换器进行通道同步补偿处理，得到第一采样数据。

21、可选地，所述通过采样时刻调整法对所述第一采样数据进行单通道同步处理，得到同步采样数据，包括：

22、通过直接存储器访问控制器对所述第一采样数据进行存储处理，退出同步中断并重新激活所述多路采样装置进行采样，得到同步采样数据。

23、可选地，所述通过直接存储器访问控制器对所述第一采样数据进行存储处理，退出同步中断并重新激活所述多路采样装置进行采样，得到同步采样数据，包括：

24、通过直接存储器访问控制器对所述第一采样数据进行存储处理；

25、对所述多路模数转换器进行停止采集，完成同步中断；

26、待计算、显示、串口数据传输完成后，对采样周期进行一个同步调整；

27、退出同步中断并重新激活所述多路模数转换器进行采样，得到同步采样数据。

28、本申请第二方面提供一种多路交流电气量同步采样系统，所述系统包括：

29、第一模块，用于获取变电站交流电源系统的电网频率；

30、第二模块，用于将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，并通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据；

31、第三模块，用于通过直接存储器访问控制器对所述第一采样数据进行存储处理；对所述多路采样装置中的多路模数转换器进行停止采集，完成同步中断；待计算、显示、串口数据传输完成后，对采样周期进行一个同步调整；退出同步中断并重新激活所述多路模数转换器进行采样，得到同步采样数据。

32、可选地，所述第一模块，具体用于：

33、对所述变电站交流电源系统的输入方波进行电平计时处理，得到输入信号的周期值；

34、对所述周期值进行一阶惯性数字滤波处理，得到电网频率。

35、可选地，所述第二模块，具体用于：

36、根据所述电网频率对内部定时器的时间源进行同步，得到同步信号；

37、根据所述同步信号产生对应的脉宽调制信号；

38、通过启动多路模数转换器开始采样；

39、根据启动信号作为同步信号对单片机中高精度定时器产生得到脉宽调制信号，使用所述脉宽调制信号的上升沿来触发所述多路模数转换器采样；

40、对所述多路模数转换器进行通道同步补偿处理，得到第一采样数据。

41、本申请第三方面提供一种多路交流电气量同步采样设备，所述设备包括处理器以及存储器：

42、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

43、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的多路交流电气量同步采样方法的步骤。

44、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的多路交流电气量同步采样方法。

45、从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

46、本申请提供了一种多路交流电气量同步采样方法，获取变电站交流电源系统的电网频率；将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，并通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据；通过采样时刻调整法对所述第一采样数据进行单通道同步处理，得到同步采样数据。本申请通过改进插值法对多通道的采集时间误差进行补偿，从而提高多路交流电气量同步采样效率和同步率；本方案还通过对每一通道的采集时刻进行调整，从而达到周期同步的目的，更好地采集效果，提高同步采样精度。

技术特征：

1.一种多路交流电气量同步采样方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多路交流电气量同步采样方法，其特征在于，所述获取变电站交流电源系统的电网频率，包括：

3.根据权利要求1所述的多路交流电气量同步采样方法，其特征在于，所述将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，包括：

4.根据权利要求1所述的多路交流电气量同步采样方法，其特征在于，所述通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据，包括：

5.根据权利要求4所述的多路交流电气量同步采样方法，其特征在于，所述对所述多路模数转换器进行通道同步补偿处理，得到第一采样数据，包括：

6.一种多路交流电气量同步采样系统，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的多路交流电气量同步采样系统，其特征在于，所述第一模块，具体用于：

8.根据权利要求6所述的多路交流电气量同步采样系统，其特征在于，所述第二模块，具体用于：

9.一种多路交流电气量同步采样设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-5任一项所述的多路交流电气量同步采样方法。

技术总结
本申请公开了一种多路交流电气量同步采样方法及相关装置，其中，方法包括：获取变电站交流电源系统的电网频率；将所述电网频率输入内部定时器产生脉宽调制信号，并通过所述脉宽调制信号的上升沿触发多路采样装置进行采样完成同步中断，得到第一采样数据；通过采样时刻调整法对所述第一采样数据进行单通道同步处理，得到同步采样数据。本申请能够达到周期同步的目的，提高了同步采样的精度，可广泛应用于同步采样技术领域。

技术研发人员：李新海,肖星,尹雁和,范德和,池莲庆,陈浩河,罗海鑫,袁拓来,林雄锋,邱天怡,刘文平,罗其锋,周恒,王振刚,刘德志,孟晨旭,曾令诚,林蔚
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司中山供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15