专利名称：一种电能质量有损压缩方法
技术领域：
本发明属于电能质量数据压缩的技术领域，特别涉及一种电能质量有损压缩方法。
背景技术：
电能质量数据压缩分为有损压缩和无损压缩。其中无损压缩是利用数据的统计冗余进行压缩，可完全回复原始数据而不引起任何失真，但是受到数据统计冗余度的理论限制，压缩比一般为2:1到5:1，压缩效果十分有限。而有损压缩允许压缩过程中损失一定的信息，虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对还原原始信息影响较小，却换来了大得多的压缩比，节省了存储空间。电能质量领域中有损压缩算法中傅立叶变换的方法应用较多，但此种方法受到硬件采样率、算法选取谐波计算次数等因素的限制，压缩比较为固定，不便于调节。当电能质量很好时，算法选取谐波次数会比实际谐波次数高得多，因此在压缩存储过程中存入了过多的实际不存在的谐波数据(通常以O补足)，导致压缩比大幅降低，但压缩精度并未提高。
发明内容
本发明克服了现有技术的缺陷，解决了电能质量数据高质量、高效率压缩的问题。本发明公开了ー种电能质量有损压缩方法，该方法包括如下步骤
步骤1，设置谐波阈值，
步骤2，采集电能质量信号，
步骤3，对该电能质量信号进行离散傅立叶变换，获得该电能质量信号各次谐波的次数、实部和虚部，基于该离散傅立叶变换的結果，计算该电能质量信号各次谐波的參数，
步骤4，将该电能质量信号的每次谐波的參数和所述谐波阈值进行比较，
步骤5，存储全部大于或等于该谐波阈值的该电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部。进ー步，对于步骤5，该电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部被存储在一个数据块中，该数据块分为第一数据段、第二数据段和第三数据段，该第一数据段用于存储该电能质量信号的部分谐波的次数，该第二数据段用于存储该第三数据段中存储的数据的长度，该第三数据段用于存储该电能质量信号的部分谐波的实部和虚部。进ー步,该谐波阈值和该谐波參数为幅值、相位或谐波含有率。进一歩，所述电能质量信号为电压或电流。本发明提供的一种电能质量有损压缩方法的有益效果在干，I)通过阈值判断，选 取对电网的电能质量影响较大的谐波进行存储，提高压缩比的同时，也増加了存储数据的有效性；2)以数据块为最小存储单位，相同谐波次数的谐波信息存储至ー个数据块中，避免了冗余存储的问题，可以有效地提高解压缩的效率。
图I为本发明的一种电能质量有损压缩方法的示意流程图。
具体实施例方式本发明的一种电能质量有损压缩方法，结合附图和实施例详细说明如下。如图I所示，本发明公开的ー种电能质量有损压缩方法包括如下步骤
步骤1，设置谐波阈值，用于之后与傅立叶变换的结果进行比较，筛选出对电能质量影响较大的谐波，该谐波阈值的类型包括幅值、相位、谐波含有率等，具体类型的选择依据实际需要而定，
步骤2，采集电能质量信号，该电能质量信号可以是电压信号也可以是电流信号，
步骤3，对该电能质量信号进行离散傅立叶变换，获得该电能质量信号各次谐波的次数、实部和虚部，基于该离散傅立叶变换的结果和步骤I设定的谐波阈值的类型，计算该电能质量信号各次谐波的參数，该參数类型与该谐波阈值的类型应相同，可以是谐波的幅值、相位或谐波含有率等，即当步骤I设定的是谐波幅值阈值时，本步骤计算的将是谐波的幅值參数，当步骤I设定的是谐波含有率阈值时，本步骤计算的将是谐波含有率參数，此外，本步骤3之前，还可对电能质量信号进行滤波处理，消除噪声，
步骤4，将步骤3计算出的该电能质量信号的每次谐波的參数与该谐波阈值进行比较，步骤5，存储全部大于或等于该谐波阈值的该电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部，而小于该谐波阈值的该电能质量的谐波的次数、实部和虚部将不作存储。为了节约存储空间，本发明在步骤5以数据块为最小存储单元，并将该数据块分为第一数据段、第二数据段和第三数据段来存储数据，具体存储方法为，对于第一次电能质量信号采样的结果，经谐波阈值比较后，筛选出的全部大于或等于该谐波阈值的该电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部被存入ー个数据块中，其中该电能质量信号的部分谐波的次数被存入该数据块的第一数据段中，而该电能质量信号的部分谐波的实部和虚部被存入该数据块的第三数据段中，该数据块的第三数据段存储数据的长度被保存在该数据块的第二数据段中，对于第二次及以后电能质量信号采样的结果，经谐波阈值比较后、存储前，需与每个已有数据块的第一数据段存储的次数数据进行比较，若结果不同，则将新筛选的电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部按上述方法保存为ー个新的数据块，若结果相同，则将该新筛选的电能质量信号的部分谐波的实部和虚部存入包含相同谐波次数的数据块中，其中，该新筛选的电能质量信号的部分谐波的的实部和虚部存入该包含相同谐波次数的数据块的第三数据段中，并更新该包含相同谐波次数的数据块的第二数据段中的数据长度，完成一次或多次新的压缩存储过程。本发明主要基于谐波对电能质量的影响度来有选择地存储谐波数据，节约存储空间，从而提高分析效率。谐波阈值的选取主要依据不同的应用场合对谐波參数的要求而定，超过该參数要求的谐波必然会对电能质量产生重要的影响，是应该被关注的对象，相反，低于该參数要求的谐波属于可接受的范围，一般对电能质量的影响较小，故本发明将舍弃对该部分谐波的存储，达到提高压缩比的目的。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定 。
权利要求
1.一种电能质量有损压缩方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 步骤1，设置谐波阈值， 步骤2，采集电能质量信号， 步骤3，对所述电能质量信号进行离散傅立叶变换，获得所述电能质量信号各次谐波的次数、实部和虚部，基于所述离散傅立叶变换的结果，计算所述电能质量信号各次谐波的參数， 步骤4，将所述电能质量信号的每次谐波的參数和所述谐波阈值进行比较， 步骤5，存储全部大于或等于所述谐波阈值的所述电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部。
2.根据权利要求I所述的电能质量有损压缩方法，其特征在于，对于步骤5，所述电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部被存储在ー个数据块中，所述数据块分为第一数据段、第二数据段和第三数据段，所述第一数据段用于存储所述电能质量信号的部分谐波的次数，所述第二数据段用于存储所述第三数据段中存储的数据的长度，该第三数据段用于存储所述电能质量信号的部分谐波的实部和虚部。
3.根据权利要求I或2所述的电能质量有损压缩方法，其特征在于，所述谐波阈值和所述谐波參数为幅值、相位或谐波含有率。
4.根据权利要求3所述的电能质量有损压缩方法，其特征在于，所述电能质量信号为电压或电流。
5.根据权利要求I或2所述的电能质量有损压缩方法，其特征在于，所述电能质量信号为电压或电流。
全文摘要
本发明属于电能质量数据压缩技术领域，涉及一种电能质量有损压缩方法，该方法包括如下步骤1)设置谐波阈值，2)采集电能质量信号，3)对该电能质量信号进行离散傅立叶变换，获得该电能质量信号各次谐波的次数、实部和虚部，基于该离散傅立叶变换的结果，计算该电能质量信号各次谐波的参数，4)将该电能质量信号的每次谐波的参数和该谐波阈值进行比较，5)存储全部大于或等于该谐波阈值的该电能质量信号的部分谐波的次数、实部和虚部。本发明基于谐波对电能质量的影响程度，提高了电能质量数据有损压缩的比率。
文档编号H03M7/30GK102684704SQ201210167400
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者孟军, 李萌, 滑晓欣, 贾琳 申请人:北京博电新力电气股份有限公司