专利名称：：一种实现电力系统数据自适应压缩的装置及方法一种实现电力系统数据自适应压缩的装置及方法
技术领域：
：本发明涉及电力线通信系统的数据采样及数据压缩技术，尤其涉及一种实现电力系统数据自适应压缩的装置及方法。
背景技术：
：随着电力系统自动化程度的提高，监控信息系统、集散控制系统的不断完善，海量过程数据的存储越来越受到人们的重视。这些数据中蕴藏着丰富的信息，其对于分析电网运行状态、提供控制和优化策略、故障诊断以及知识发现和数据挖掘具有重要意义。但是由于数据量庞大，数据以原型的形式长期保存下来是不现实的，因此研究适合工程实际的数据压缩方法降低海量数据中存在的冗余已成为电力^f亍业的迫切需求。通常，对电网信号进行处理时采用等间隔采样法(又称异步采样法)，由于电网频率是由电力系统内所有发电厂及电网负荷共同决定的，在功率扰动和设备故障等作用之下，实际电网信号的频率通常会在额定频率附近波动，这会导致等间隔采样周期性数据循环间与循环内信息的耦合，从而导致循环间数值波动急剧增大，另外，等间隔采样所导致的非整周期采样也4吏得循环间数值大小呈现周期性，这将会限制数据压缩的倍数的提高，因而影响对通信带宽的提升。
发明内容为了解决现有技术中存在的在功率扰动和设备故障等作用之下，实际电网信号的频率通常会在额定频率附近波动，会导致等间隔釆样周期性数据循环间与循环内信息的耦合，从而导致循环间数值波动急剧增大，等间隔采样所导致的非整周期采样也使得循环间数值大小呈现周期性，这将会限制数据压缩的倍数的提高，因而影响对通信带宽的提升这些技术问题，本发明提供了一种实现电力系统数据自适应压缩的装置及方法。本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述实现电力系统数据自适应压缩的装置包括用于在电力线通信中实现对周期性模拟信号进行采样，得到压缩输入序列，在信号的周期循环间实施非等间隔采样，在周期循环内实施固定采样点数等间隔釆样的等相位采样单元；用于将所述压缩输入序列进行压缩处理的压缩单元；所述模拟信号与所述等相位采样单元的输入端连接，所述等相位采样单元的输出端与所述压缩单元连接。才艮据本发明的一优选技术方案所述实现电力系统数据自适应压缩的装置还包括用于将所迷压缩单元压缩数据经解压缩处理后形成解压输出序列，以恢复原始信号波形的解压缩单元，所述解压缩单元的输入端与所述压缩单元的输出端连接。根据本发明的一优选技术方案所述等相位采样单元进一步包括滤波单元、比较器单元、采样脉冲产生单元、时标发生器单元、抗混叠滤波器单元和同步采样单元，其中，所述滤波单元与所述比较器单元连接，所述比较器单元分别与所述釆样脉冲产生单元和所述时标发生器单元连接，所述采样脉冲产生单元与所述同步采样单元，所述抗混叠滤波器单元与所迷同步采样单元连接。根据本发明的一优选技术方案所述滤波单元为带通滤波器，所述带通滤波器的通带中心频率为50Hz;所述比较器单元为用于将消除谐波干扰后的模拟信号与零电压进行比较，以产生过零点脉冲信号的比较器；所述采样脉冲产生单元，用于冲艮据内部时钟在每个过零点脉冲的上升沿计时，产生过零点时间序列，并才艮据所述过零点时间序列进行数理统计，消除测量随机误差，预测下一个过零点脉冲的时刻，根据预测值确定当前周期的采样频率，实现等相位采样；所述时标发生器单元为用于根据过零点脉冲和精确授时信号产生过零点时标的时标发生器；所述抗混叠滤波器单元为对原始信号实施低通滤波，以满足香农釆样定理的抗混叠滤波器；所述同步采样单元用于根据所述采样频率对经所述抗混叠滤波器单元处理后的模拟信号进行等相位采样并输出采样值。根据本发明的一优选技术方案所述等相位采样单元在周期与周期之间的采样点数相同，在每个等相位采样周期保存一个时间信息，并将该时间信息采用增量调制编码处理，所述时间信息为多路共用。本发明还提供了一种实现电力系统数据自适应压缩的方法，所述电力系统数据自适应压缩方法包括步骤第一步对输入信号进行同步等相位釆样，得到压缩输入序列；第二步对所述压缩输入序列进行等相位点序列压缩。根据本发明的一优选技术方案所述电力系统数据自适应压缩方法进一步包括第三步对所述压缩数据进行解压，得到解压输出序列。根据本发明的一优选技术方案所述第一步包括子步骤一、将模拟信号通过所述滤波单元进行滤波处理，消除谐波干扰，再经过所述比较器单元产生过零点脉冲信号；二、利用所述过零点脉冲信号通过所述脉冲产生单元生成过零点时间序列，并才艮据所述时间序列进行处理，统计消除测量随机误差；三、预测下一个过零点脉沖时刻，并根据预测值确定当前周期内的每一个采样点的釆样时刻，利用所述采样时刻进行等相位采样，得到压缩输入序列。根据本发明的一优选技术方案所述第二步包括子步骤一、进行数据处理，将所述压缩输入序列从一维空间转换到二维空间，组成一个Mx7V大小的矩阵，计算每一行的平均值，用矩阵中每个元素减去其所在行对应的平均值；二、进行小波分解，利用整数提升小波变换对本段所述一步中所得矩阵的每一行进行K层小波分解，只保留第K层小波分解的低频系数，得到一个MxJ大小的系数矩阵，其中，A为第K层小波分解的低频系数的个数；三、进行压缩编码，把本段所述一步中得到的M个平均值和对本段所述二步中得到的Mx^大小的系数矩阵进行熵编码形成压缩文件。根据本发明的一优选技术方案所述三步包括子步骤一、进行解码处理，对所述压缩文件进行熵解码，得到M个平均值和一个MxJ系数矩阵；二、进行小波重构，用系数矩阵中各行重构本行数据，得到Mx^重构矩阵；三、进行数据处理，将所述重构矩阵的每个元素加上所在行对应的平均值，然后将重构矩阵进行二维到一维转换产生输出序列。本发明的有益效果在于采用本发明方法的等相位采样的信噪比明显高于采用等间隔采样的，而且随着压缩比的增加，采用等间隔采样的信噪比迅速减小，而采用本发明的等相位采样的信噪比的减小相对慢的多，从而说明等相位采样数据能够实现大压缩比，能有效且稳定地提高电力通信系统的通信带宽。图1为本发明实现电力系统数据自适应压缩的装置基本原理示意图；图2为本发明实现电力系统数据自适应压缩的装置中等相位釆样单元结构示意图；图3为本发明一种实现电力系统数据自适应压缩的方法流程示意准确时标关系图5.同步采样脉冲产生过程示意图6为本发明中过零点脉冲、同步采样脉冲以及模数转换输出之间的时序关系示意图7为本发明压缩单元与解压缩单元的数据压缩与解压缩过程示意图；图8.等间隔采样200x32768个点图像示意图；图9.等相位采样200x32768个点；图10为本发明中采用两种采样方法所得两组数据压缩重构对比结果示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。请参阅图1本发明实现电力系统数据自适应压缩的装置基本原理示意图。如图l所示所述实现电力系统数据自适应压缩的装置包括用于在电力线通信中实现对周期性模拟信号进行采样，得到压缩输入序列，在信号的周期循环间实施非等间隔采样，在周期循环内实施固定采样点数等间隔采样的等相位采样单元101;用于将所述压缩输入序列进行压缩处理的压缩单元102和用于将所述压缩单元102压缩数据经解压缩处理后形成解压输出序列，以恢复原始信号波形的解压缩单元103，所述模拟信号与所述等相位采样单元101的输入端连接，所述等相位采样单元101的输出端与所述压缩单元102连接，所述解压缩单元103的输入端与所述压缩单元102的输出端连接。图1中模拟信号经过所述等相位采样单元101形成压缩输入序列，压缩输入序列再经过所述压缩单元102形成压缩文件，这样，电力系统的录波数据就以压缩文件的形式进行保存，节省了存储空间，所述压缩文件在接收端再经过所述解压缩单元103处理后形成解压缩输出序列，从而得以恢复原始信号波形。这里，所述模拟信号为周期性电压或电流信号。所述等相位采样单元101，用于电力线通信中实现对才莫拟信号进行周期性采样，具体为每周期采集M个点，这M的点是等间隔的，并且是整周期采样；周期与周期之间采样点的采样间隔可能不一样，但采样点数是一样的。请参阅图2本发明实现电力系统数据自适应压缩的装置中等相位采样单元101结构示意图。如图2所示，所述等相位采样单元101进一步包括滤波单元201、比较器单元202、采样脉冲产生单元203、时标发生器单元204、抗混叠滤波器单元205和同步采样单元206,其中，所述滤波单元201与所述比较器单元202连接，所述比较器单元202分别与所述采样脉冲产生单元203和所述时标发生器单元204连接，所述采样脉冲产生单元203与所述同步采样单元206,所述抗混叠滤波器单元205与所述同步采样单元206连接。在本发明的优选技术方案中所述滤波单元201为带通滤波器，所述带通滤波器的通带中心频率为50Hz;所述比较器单元202为用于将消除谐波干扰后的模拟信号与零电压进行比较，以产生过零点脉冲信号的比较器；所述采样脉冲产生单元203，用于根据内部时钟在每个过零点脉冲的上升沿计时，产生过零点时间序列，并根据所述过零点时间序列进行数理统计，消除测量随机误差，预测下一个过零点脉沖的时刻，根据预测值确定当前周期的采样频率，实现等相位釆样；所述时标发生器单元204为用于根据过零点脉冲和精确授时信号产生过零点时标的时标发生器；所述抗混叠滤波器单元205为对原始信号实施低通滤波，以满足香农采样定理的抗混叠滤波器；所述同步采样单元206用于4艮据所述采样频率对经所述抗混叠滤波器单元205处理后的模拟信号进行等相位采样并输出采样值。此处，所述等相位采样，是在周期循环内仍然是等间隔采样，^f旦在循环间釆用非等间隔采样。所以，每个周期还需要保存一个时间信息，时间信息的编码可以采用增量调制编码来减少冗余信息，另外，实际应用中，由于电网中多路信号之间相位是一致的，因此时间信息是多路共用的。请参阅图3本发明一种实现电力系统数据自适应压缩的方法流程示意图。如图3所示，所述电力系统数据自适应压缩方法包括步骤第一步对输入信号进行同步等相位采样，得到压缩输入序列；第二步对所述压缩输入序列进行等相位点序列压缩。在本发明的优选技术方案中所述电力系统数据自适应压缩方法进一步包括笫三步对所述压缩数据进行解压，得到解压输出序列。在本发明的优选技术方案中所述第一步包括子步骤一、将模拟信号通过所述滤波单元201进行滤波处理，消除谐波干扰,再经过所述比较器单元202产生过零点脉冲信号；二、利用所述过零点脉冲信号通过所述脉冲产生单元生成过零点时间序列，.并4艮据所述时间序列进行处理，统计消除测量随机误差；三、预测下一个过零点脉冲时刻，并根据预测值确定当前周期内的每一个采样点的采样时刻，利用所述采样时刻进行等相位釆样，得到压缩输入序列。在本发明的优选技术方案中所述第二步包括子步骤一、进行数据处理，将所述压缩输入序列从一维空间转换到二维空间，组成一个MxiV大小的矩阵，计算每一行的平均值，用矩阵中每个元素减去其所在行对应的平均值；二、进行小波分解，利用整数提升小波变换对本段所述一步中所得矩阵的每一行进行K层小波分解，只保留第K层小波分解的低频系数，得到一个Mx^4大小的系数矩阵，其中，A为第K层小波分解的低频系数的个数；三、进行压縮编码，把本段所述一步中得到的M个平均值和对本艮所述二步中得到的Mx」大小的系数矩阵进行熵编码形成压缩文件。在本发明的优选技术方案中所述三步包括子步骤一、进行解码处理，对所述压缩文件进行熵解码，得到M个平均值和一个Mx乂系数矩阵；二、进行小波重构，用系数矩阵中各行重构本行数据，得到^x^v重构矩阵；三、进行数据处理，将所述重构矩阵的每个元素加上所在行对应的平均值，然后将重构矩阵进行二维到一维转换产生输出序列。以下对本发明技术方案进行展开说明电力系统频率特性是由电力系统内所有发电厂与负荷共同决定的，在功率扰动和设备故障等作用之下，实际电网信号的频率通常会在额定频率附近波动。这些都会导致循环间数值大小的波动，另外，非整周期采样也使得循环间数值大小呈现周期性，这些都会限制数据压缩的倍数。同步采样大大减弱了循环间数值与循环内数值之间的信息耦合，使得循环间冗余更容易消除，从而容易通获得大的压缩比。采样脉冲产生单元203中的算法与具体实现过程中基于二元线性回归法的频率实时预测问题电网电压在正常条件下，电网频率存在緩慢的变化，在局部范围内可以近似为线性变化的，但存在较大测量误差，用内部时钟CLK实时跟踪过零点脉冲信号，采用数理统计的方法估计出准确的过零点时间，进而实现高精度的等相位采样。量时标与准确时标关系图，分别把过零点时间的测量值和准确值分别定义为y(x)和u(x)，则y(x)'和u(x)存在如图4所示的关系用坐标轴代表时间，y(l)、y(2)、y(3)…y(m)为过零点时间测量值；u(l)、u(2)、u(3)…u(m)为准确值；s(l)、s(2)、s(3)…s(m)为测量误差，它们与传感器噪声、时钟噪声、比较器精度有关；T为电网电压信号周期。如图4所示，取y(l)、y(2)、y(3)…y(m)作为研究对象，可得w(x)+s(x)(1):c-1w(;c)=t/(l)+Z7;,=1式中，xeiv,e(x)~iv(o，CT2;),x为样本序号'(2)对电网信号周期进行局部线性化得r,=7;+Ar.(/—i)(3)则把式(3)代入(2)式得:式中6。="(i)-7;+Ar3.Ar2(4)把式(4)代入式(1),得:=Z)。+、x+Z)2+￡T(x)(5)令x^x，，代入(5)式得:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>式(6)所示的'形式符合二元线性回归模型，因此可以对y进行线性回归分析。对xl、x2和y进行观察，第/次观察时它们的取值分別记为x1/、x2/和y"随机误差为s/,则得到方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>在式(7)中，共进4亍m次观察，然后运用最小二乘法对b0、bl、b2进4亍估计，得b0、M、b2的估计分别为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>式中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>则由式(4)得:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>这里，再利用上述所得的准确测量值，进而产生同步采样脉冲的算法过程如下:该算法采用滑动窗口方式来实现，在所述滑动窗口内始终保存m个最新的过零点时刻，每当有新的过零点脉沖产生，所述窗口就前移一步，舍弃最旧的数据，添加最新的数据，然后再针对这一组新采样样本计算二元线性回归模型参数。这里，采样脉冲严格同步于过零点时刻预测值是实现等相位数据采集的关键条件。通过对过蓉点脉冲信号进行同步倍频，可以产生与过零点同步的采样脉冲，当一个周期内最后一个同步采样脉沖于ui时刻4Ir出之后，采样脉沖产生单元203根据二元线性回归模型的参数预测下一个过零点时间U2,由式(9)进行趋势外推得f/2++^(m+/)+《2(w+/)2(/〉0)(10)式(10)中/为u(m)到U2的步数，大小由模型参数更新频率决定，U2确定之后，根据线性关系就可以求得本周期内各采样点的时刻，设每个周期的总采样点数为K,则可以建立各采样点与其对应的采样时刻之间的关系m+^^L.x,x=l，2,J(11)这里，所述周期测量及采样时刻的控制均由现场可编程门阵列(FPGA)定时器实现，由于受晶振频率的限制，定时器的分辨率有限，所以频率测定后，由定时器给出的采样时刻与理论计算值相比还存在截断误差。式(11)的优点是只存在单个采样点由计数器产生的截断误差，而不会由截断误差产生累计误差，我们把这种倍频方法称之为同步数字倍频法。此时，可以采用四舍五入方法最大程度的减少因相位误差而产生的测量误差。请参阅图5同步采样脉冲产生过程示意图，如图5所示，同步采样脉冲的产生基于两个相互独立的过程实现，回归分析与同步倍频，如图5所示，图5中上坐标轴表示的是回归分析过程，下坐标轴表示的是同步倍频过程。总结以上过程，回归分析与同步倍频两个相互独立的过程可具体表示如下A.回归分牙斤(1)等待新的过零点产生；(2)新的过零点产生之后，滑动窗口向前移动一个位置；(3)根据窗口内的样本序列，由式(8)计算&、&、^，然后继续执行步骤(1)。B.同步倍频(1)Ul时刻开始，根据6。、、^值由式(io)计算U2;(2)根据U1、U2值由式(11)计算s(l)、s(2)…s(K);(3)按照步骤,(2)计算得到的s(l)、s(2)…s(K)时间序列依次产生同步采样脉沖；(4)Ul=U2,然后继续执行步骤(1)。请参阅图6本发明中过零点脉冲、同步采样脉冲以及AD转换输出之间的时序关系示意图，图中ZPS为过零点脉沖预测信号，SYN为与ZPS同步的同步采样脉冲信号，ADC为同步AD转换结果，AD转换启动时刻是在每个SYN的上升沿，从图4可以看出，时序设计严格保证了AD转换与过零点脉冲的同步性，每个周波等间隔采样K次，实现了等相位采样。请参阅图7本发明压缩单元102与解压缩单元103的婆:据压缩与解压缩过程示意图。要实现,相位点数据压缩，首先要将信号从一维空间转换到二维空间。对于周期性信号，要将一个或多个周期的采样数据作为二维矩阵中的列，这样不仅有利于周期平稳信号的分解，而且矩阵在行方向上的变化将非常平稳。对于长期稳态录波，循环间数值变化緩慢，而循环内数值变化较快，循环内数据冗余远远小于循环间冗余。如图7所示的ld居压缩与解压缩过禾呈示意图，z^K，x2…^J为压缩iir入序列，i-fe，^…^J为解压缩输出序列，设i^MxiV，其中M为每个周期的采样点数，N为周期数。具体过程为A.压缩算法步骤(l)数据处理首先将输入序列从一维空间转换到二维空间，组成一个MxiV大小的矩阵；然后计算每一行的平均值；最后用矩阵中每个元素减去其所在行对应的平均值。步骤(2)小波分解利用整数提升小波变换对步骤(1)中所得矩阵的每一行进行K层小波分解，只保留第K层小波分解的低频系数，得到一个Mx爿大小的系数矩阵，其中A为第K层小波分解的低频系数的个数。步骤(3)编码把步骤(1)得到的M个平均值和对步骤(2)得到的Mx^大小的系数矩阵进行熵编码形成压缩文件。B.解压缩算法(1)解码对文件进行熵解码，得到M个平均值和一个Mx乂系数矩阵。(2)小波重构用系数矩阵中各行重构本行数据，得到^xiV重构矩阵。(3)数据处理首先，重构矩阵的每个元素加上所在行对应的平均值；然后，把重构矩阵进行二维到一维转换产生输出序列。以上过程可实现无损或有损压缩，当K-0，即表示不进行小波分解重构过程，压缩过程步骤(1)完成之后直接进入步骤(3);同理，解压缩过程步骤(1)完成之后直接进入步骤(3)。以电网同一点测得的50Hz频率电压信号的等间隔采才羊和等相位采样两组数据作为研究对象。第一组数据以10000点/秒的采样频率进行等间隔采样，连续记录6553600个采样点，信号额定周期(0.02秒)内的采样点数为200，相当于采样32768个周波。，第二组数据按照上文的方法进行等相位采样，每周期采样点数为200,连续记录32768个周波，采样点也是共6553600个。把这两组数据分别转换为二维矩阵(大小为200行32768列)的形式，并以灰度图的方式显示如图8、图9所示。图8为等间隔采样(即异步采样)效果图，可见由于电网频率波动和非整周期采样，其横轴方向的数据呈现波动性。图9为利用本发明所述方法实现的等相位采样(即同步采样)的效果图，其横轴方向数据是一致的。定义压缩衡量指标压缩比CR与信噪比SNR:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>式中//o为压缩前文件的大小，Hc为压缩之后文件大小。对以上两组数据进行压缩得到的压缩结果见表1与表2。表l等间隔采样数据压缩列表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2等相位采样数据压缩列表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>用图8、图9所示的两组数据分别按照上述的压缩算法的步骤进行数据压缩试验，试验中所用的数模转换器的位数为16位，共采集6553600个点，压缩前文件大小均为13107200字节，压缩试验中，小波变换釆用了整型haar小波提升算法，而熵编码采用了算术编码。则两组数据压缩的结果如表l与表2所示，表l与表2中第一组数仅用熵编码进行无损压缩，，熵编码之前仅作直流平移处理。为了对两组数据压缩算法进行性能比较与评估，把两組数据的按压缩比与信噪比关系表示为图IO所示，从图IO可以看到，相同压缩比之下，等相位采样的信噪比明显高于等间隔釆样，而且随着压缩比增加，等间隔釆样的信噪比迅速减小，而等相位采样的信噪比的减小相对慢的多，这说明等相位采样数据能够实现大压缩比，图10中的虚线部分表示的是不经过熵编码时的压缩比。从表1表2对比结果又能够看到，等相位釆样熵编码压缩比明显高于等间隔采样压缩比，尤其是等相位采样压缩到5347.7倍时仍然保持了较高的信噪比。采用本发明方法的等相位采样的信噪比明显高于采用等间隔采样的，而且随着压缩比的增加，采用等间隔采样的信噪比迅速减小，而采用本发明的等相位采样的信噪比的减小相对慢的多，从而说明等相位采样数据能够实现大压缩比，能有效且稳定地提高电力通信系统的通信带宽。以上内容是结令具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。权利要求1.一种实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述实现电力系统数据自适应压缩的装置包括用于在电力线通信中实现对周期性模拟信号进行采样，得到压缩输入序列，在信号的周期循环间实施非等间隔采样，在周期循环内实施固定采样点数等间隔采样的等相位采样单元(101)；用于将所述压缩输入序列进行压缩处理的压缩单元(102)；所述模拟信号与所述等相位采样单元(101)的输入端连接，所述等相位采样单元(101)的输出端与所述压缩单元(102)连接。2.根据权利要求1所述实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述实现电力系统数据自适应压缩的装置还包括用于将所述压缩单元(102)压缩数据经解压缩处理后形成解压输出序列，以恢复原始信号波形的解压缩单元(103),所述解压缩单元(103)的输入端与所述压缩单元(102)的输出端连接。3.根据权利要求1所述实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述等相位采样单元(101)进一步包括滤波单元(201)、比较器单元(202)、采样脉冲产生单元(203)、时标发生器单元(204)、抗混叠滤波器单元(205)和同步采样单元(206),其中，所述滤波单元(201)与所述比较器单元(202)连接，所述比连接，所述采样脉冲产生单元(203)与所述同步采样单元(206)，所述抗混叠滤波器单元(205)与所述同步采样单元(206)连接。4.根据权利要求,3所述实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述滤波单元(201)为带通滤波器，所述带通滤波器的通带中心频率为50Hz;所述比较器单元(202)为用于将消除谐波干扰后的模拟信号与零电压进行比较，以产生过零点脉冲信号的比较器；所述采样脉冲产生单元(203),用于根据内部时钟在每个过零点脉冲的上升沿计时，产生过零点时间序列，并根据所述过零点时间序列进行数理统计，消除测量随机误差，预测下一个过零点脉冲的时刻，才艮据预测值确定当前周期的采样频率，实现等相位采样；所述时标发生器单元(204)为用于根据过零点脉冲和精确授时信号产生过零点时标的时标发生器；所述抗混叠滤波器单元(205)为对原始信号实施低通滤波，以满足香农采样定理的抗混叠滤波器；所述同步采样单元(206)用于根据所述采样频率对经所述抗混叠滤波器单元处理后的模拟信号进行等相位采样并输出采样值。5.根据权利要求1所述实现电力系统数据自适应压缩的装置，其特征在于所述等相位采样单元(101)在周期与周期之间的采样点数相同，在每个等相位采样周期保存一个时间信息，并将该时间信息采用增量调制编码处理，所述时间信息为多路共用。6.—种实现电力系统数据自适应压缩的方法，其特征在于所述电力系统数据自适应压缩方法包括步骤a:对输入信号进行同步等相位采样，得到压缩输入序列；b:对所述压缩输入序列进行等相位点序列压缩。7.根据权利要求6所述实现电力系统数据自适应压缩的方法，其特征在于所述电力系统数据自适应压缩方法进一步包括步骤c:对所述压缩数据进行解压，得到解压输出序列。8.根据权利要求6所述实现电力系统数据自适应压缩的方法，其特征在于所述步骤a包括子步骤al:将模拟信号通过所述滤波单元(201)进行滤波处理，消除谐波干扰，再经过所述比较器单元(202)产生过零点脉冲信号；a2:利用所述过零点脉沖信号通过所述脉冲产生单元生成过零点时间序列，并根据所述时间序列进行处理，统计消除测量随机误差；a3:预测下一个过零点脉沖时刻，并根据预测值确定当前周期内的每一个采样点的采样时刻，利用所述釆样时刻进行等相位采样，得到压缩输入序列。9.根据权利要求6所述实现电力系统数据自适应压缩的方法，其特征在于所述步骤b包括子步骤M:进行数据处理，将所述压缩输入序列从一维空间转换到二维空间，组成一个MxW大小的矩阵，计算每一行的平均值，用矩阵中每个元素减去其所在行对应的平均值；b2:进行小波分解，利用整数提升小波变换对所述步骤bl中所得矩阵的每一行进行K层小波分解，只保留第K层小波分解的低频系数,得到一个MxJ大小的系数矩阵，其中，A为第K层小波分解的低频系数的个数；b3:进行压缩编码，4巴所述步骤bl得到的M个平均值和对所述步骤b2得到的Mxx大小的系数矩阵进行熵编码形成压缩文件。10.根据权利要求7所述实现电力系统数据自适应压缩的方法，其特征在于所述步骤c包括子步骤cl:进行解码处理，对所述压缩文件进行熵解码，得到M个平均值和一个MxJ系数矩阵；c2:进行小波重构，用系数矩阵中各行重构本行数据，得到^xiV重构矩阵；c3:进行数据处理，将所述重构矩阵的每个元素加上所在行对应的平均值，然后将重构矩阵进行二维到一维转换产生输出序列。全文摘要本发明涉及一种实现电力系统数据自适应压缩的装置及方法。所述实现电力系统数据自适应压缩的装置包括等相位采样单元和压缩单元；模拟信号与所述等相位采样单元的输入端连接，所述等相位采样单元的输出端与所述压缩单元连接。所述电力系统数据自适应压缩方法包括步骤一、对输入信号进行同步等相位采样，得到压缩输入序列；二、对所述压缩输入序列进行等相位点序列压缩。采用本发明方法的等相位采样的信噪比明显高于采用等间隔采样的，而且随着压缩比的增加，采用等间隔采样的信噪比迅速减小，而采用本发明的等相位采样的信噪比的减小相对慢的多，从而说明等相位采样数据能够实现大压缩比，能有效且稳定地提高电力通信系统的通信带宽。文档编号H04B3/54GK101527585SQ200910106679公开日2009年9月9日申请日期2009年4月17日优先权日2009年4月17日发明者张东来,超王申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院