CN104375003B - 零压降设备中提升采样点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种零压降设备中提升采样点的方法，是根据当前采样点以及相对于前一个采样点的变化量，来判断当前处于正弦波的什么位置，以及这个位置的最大变化量，用查找到的最大变化量做限幅，来减小含有谐波时波形的失真程度，主要包括以下步骤：首先在数据接收端建立动态数据接收表格；然后等待接收数据，接收到数据后，判断是相位，并将信号分别送入数据接收表格；最后在一个采样周期内选取220个采样点，根据理论值计算219个分段的最大变化量，本发明所提供的零压降设备中提升采样点的方法采用了“限制变化量”的方法，能有效的抑制谐波，减小因含有谐波所导致波形的失真程度。

Description

零压降设备中提升采样点的方法

技术领域

本发明涉及电力计量技术领域，尤其涉及一种能够有效抑制谐波，能解决因谐波所带来的波形严重失真问题的零压降设备中提升采样点的方法。

背景技术

根据《电能计量装置技术管理规程》DL/T448-2000的规定：“电压互感器二次回路电压降，对Ⅰ类计费用计量装置，应不大于额定二次电压的0.25%；其他计量装置，应不大于额定二次电压的0.5%”。

电能计量装置的误差,是由电压互感器(PT)和电流互感器(CT)的合成误差、电能表的误差、PT二次回路压降引起的计量误差所组成。其中,PT二次回路压降(简称二次压降)引起的计量误差往往是最大的,所以消除或减小二次压降,保证计量装置的精度是不容轻视的问题。在电力系统中，电能计量会存在一些误差。根据多处电网普查测试的结果，电压互感器（PT）二次导线压降引起的计量误差是最大的。由于PT二次信号需要较长的电缆传输到控制室接到电能表，长距离传输会产生很大的压降，也就产生了很大的误差。这个误差为负误差，会为电力公司造成很大的经济损失。

现有的几种解决方案及存在的问题分别为：

1、降低PT二次回路阻抗。缩短回路长度和增加导线截面积都是可行办法，但是实际操作困难。

2、减小PT二次回路电流。使用单独的计量绕组，单独的传输导线，都可以降低回路电流，但线缆的数量将随之增大很多。

3、电子装置补偿。需要根据现场情况调整补偿值。但其可靠性差，没有可信度。

改用数字方式（高精度光纤数字转换系统）传输信号保证了信号传输没有损失。数字传输需要将原来的模拟信号进行数字化，数字化的准确性和设备的可靠性与恢复后的信号的误差直接相关。在数据接收端，通常来说，使用软件提升采样点的方法是——使用插值，但是，在零压降系统中如果采用插值方式，相位的处理将会很复杂，所以，通常采用外推的方法来提高采样点。采用外推这种方法，在三相电中含有谐波时，会使恢复出的波形变型严重。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的零压降设备中提升采样点的方法所存在的操作困难，处理复杂，可靠性差，所恢复的波形因含有谐波、变形严重，失真程度高的问题，而提供一种零压降设备中提升采样点的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种零压降设备中提升采样点的方法，根据当前采样点以及相对于前一个采样点的变化量，判断当前处于正弦波的什么位置，以及这个位置的最大变化量，用查找到的最大变化量做限幅，减小含有谐波时波形的失真程度，具体包括如下步骤：

步骤1）、在数据接收端建立动态数据接收表格，规定表格内容与三相电中A相、B相、C相的对应关系为，

A→DAC1

B→DAC2

C→DAC3；

步骤2）、等待接收数据，接收到数据后，判断是A相、B相还是C相，并将A相、B相和C相信号分别送入DAC1、DAC2和DAC3；

步骤3）、在一个采样周期内选取220个采样点，根据理论值计算219个分段的最大变化量：

i). 根据外推算法计算出插值：

A: x_i x_i+x_i+x_i+1......，=x_i-x_i-1

B: y_i y_i+y_i+y_i+1......，=y_i-y_i-1

C: z_i z_i+z_i+z_i+1......，=z_i-z_i-1；

ii). 根据x_i-1和x_i的值，在x_i后面插入两个数值，使采样点数量增加至220*3=660：

第i时刻： x_i z_i-1+y_i-2+

第i+1时刻： y_i+1 x_i+z_i-1+

第i+2时刻： z_i+2 y_i+1+x_i+；

iii).根据以上计算出的插值数据，得到任意时刻接收数据x_i， y_i ，z_i的限制变化量：

查找接收到数据x_i， y_i ，z_i采样值所属段位：比较判断属于正弦波上段还的下半段，判断是递增趋势还是递减趋势，具体确定在哪个分段；

将所属分段的变化量与实际采样值的变化量（=x_i- x_i-1、=y_i- y_i-1、=z_i-z_i-1）进行比较，选取两者中较小的，作为每个分段的限制变化量，限制插值范围，抑制谐波。

本发明的有益效果在于：采用了“限制变化量”的方法，有效的抑制谐波，减小因含有谐波所导致波形的失真。

附图说明

图1是本发明提供的零压降设备中提升采样点的方法的具体实施方式的总流程图；

图2是本发明提供的零压降设备中提升采样点的方法的具体实施方式中中断定时器的控制流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种零压降设备中提升采样点的方法。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合说明书附图对本发明所提供的零压降设备中提升采样点的方法做进一步的描述。

谐波是表现为波形中出现较大的锯齿，分段之间的变化量越大，锯齿越大，谐波越严重，因此要达到抑制谐波的目的，就需要对变化量的不断进行修正。本发明为解决采用外推这种方法，在三相电中含有谐波时，会使恢复出的波形变型严重的问题，而提供一种零压降设备中提升采样点的方法：根据当前采样点以及相对于前一个采样点的变化量，来判断当前处于正弦波的什么位置，以及这个位置的最大变化量，用查找到的最大变化量做限幅，来减小含有谐波时波形的失真程度。如图1、2所示，其具体包括如下步骤：

步骤1）、在数据接收端建立动态数据接收表格，规定表格内容与三相电中A相、B相、C相的对应关系为，

A→DAC1

B→DAC2

C→DAC3；

步骤2）、等待接收数据，等待接收到的ADC数据的中断，具体为，设定定时器的等待时间为1016ms，接收到数据后，判断是A相、B相还是C相，并将A相、B相和C相信号分别送入DAC1、DAC2和DAC3；

步骤3）、在一个采样周期内选取220个采样点，根据理论值计算219个分段的最大变化量：

i). 根据外推算法计算出插值：

A: x_i x_i+x_i+x_i+1...... ，=x_i-x_i-1

B: y_i y_i+y_i+y_i+1...... ，=y_i-y_i-1

C: z_i z_i+z_i+z_i+1...... ，=z_i-z_i-1；

ii). 根据x_i-1和x_i的值，在x_i后面插入两个数值，使采样点数量增加至220*3=660：

第i时刻： x_i z_i-1+y_i-2+

第i+1时刻： y_i+1 x_i+z_i-1+

第i+2时刻： z_i+2 y_i+1+x_i+；

iii).根据以上计算出的插值数据，得到任意时刻接收数据x_i， y_i ，z_i的限制变化量：

查找接收到数据x_i， y_i ，z_i采样值所属段位：根据瞬时波峰、波谷值更新正弦波的波峰、波谷、零位、峰值，比较判断属于正弦波上段还的下半段，判断是递增趋势还是递减趋势，具体确定在哪个分段；

将所属分段的变化量与实际采样值的变化量（=x_i- x_i-1、=y_i- y_i-1、=z_i-z_i-1）进行比较，选取两者中较小的，作为每个分段的限制变化量，得到219个分段的最大变化量表格，限制插值范围，抑制谐波。

以上所述仅为本发明的验证实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明技术思想下所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种零压降设备中提升采样点的方法，其特征在于，根据当前采样点以及相对于前一个采样点的变化量，判断当前处于正弦波的什么位置，以及这个位置的最大变化量，用查找到的最大变化量做限幅，减小含有谐波时波形的失真程度，具体包括如下步骤：

步骤1）、在数据接收端建立动态数据接收表格，规定表格内容与三相电中A相、B相、C相的对应关系为，

A→DAC1

B→DAC2

C→DAC3；

步骤2）、等待接收数据，接收到数据后，判断是A相、B相还是C相，并将A相、B相和C相信号分别送入DAC1、DAC2和DAC3；

步骤3）、在一个采样周期内选取220个采样点，根据理论值计算219个分段的最大变化量：

i). 根据外推算法计算出插值：

A: x_i x_i+ x_i+ x_i+1......， =x_i-x_i-1

B: y_i y_i+ y_i+ y_i+1......， =y_i-y_i-1

C: z_i z_i+ z_i+ z_i+1......， =z_i-z_i-1；

ii). 根据x_i-1和x_i的值，在x_i后面插入两个数值，使采样点数量增加至220*3=660：

第i时刻： x_i z_i-1+ y_i-2+

第i+1时刻： y_i+1 x_i+ z_i-1+

第i+2时刻： z_i+2 y_i+1+ x_i+；

iii).根据以上计算出的插值数据，得到任意时刻接收数据x_i， y_i ，z_i的限制变化量：

①查找接收到数据x_i， y_i ，z_i采样值所属段位：比较判断属于正弦波上段还的下半段，判断是递增趋势还是递减趋势，具体确定在哪个分段；

②将所属分段的变化量与实际采样值的变化量（=x_i-x_i-1、=y_i-y_i-1、=z_i-z_i-1）进行比较，选取两者中较小的，作为每个分段的限制变化量，限制插值范围，抑制谐波。