一种用于dvr装置中检测sag信号的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于DVR装置中检测SAG信号的方法，包括：a、根据预设的采样频率及工频周期，得到采样点个数，并设置长度等于采样点个数的循环缓冲区；b、获取工频周期上各采样点对应的采样值后，按照采样时间先后顺序存储在循环缓冲区内形成一分析窗口；c、待下一采样点采样时间到达，将该点采样值存储该窗口内，丢弃该窗口内采样时间最早的采样值后更新；d、将更新窗口内的各采样值进行小波分析，得到该点的模极大值；e、判断模极大值是否大于0；f、是，则确定有SAG信号且该点的采样时间为SAG信号的起始时刻；否，则返回步骤c。实施本发明，能够实时检测SAG信号起始时刻和幅值，达到降低DVR装置中SAG故障检测时间延迟的目的。
【专利说明】-种用于DVR装置中检测SAG信号的方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高压大功率电力电子装置SAG检测【技术领域】，尤其涉及一种用于DVR 装置中检测SAG信号的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 随着DVR(Discharge Voltage Regulator,放电调压器）技术的不断发展，DVR故 障检测技术也有了很大发展，其中，SAG (电压暂降）故障是最严重的故障之一，因此SAG信 号的检测是DVR技术的基础。SAG信号检测的过程中，当电网发生三相不对称故障时，三相 不对称电压经过DQ变换（通常又称为正序同步旋转坐标变换法）后，由正序基频分量转换 成的直流量D和由基频负序分量转换成的两倍基频交流分量Q均会发生跳变，但为了得到 稳定的检测量，需通过低通滤波器等装置来滤除由基频负序分量转换成的两倍基频交流分 量Q。按照行业标准中的相关规定，DVR响应时间应小于5ms，但目前许多DVR故障检测方 法，普遍存在检测时间延迟、计算量大等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于DVR装置中检测SAG信号 的方法和系统，基于增量式的小波分析法，能够实时检测SAG信号起始时刻和幅值，达到降 低DVR装置中SAG故障检测时间延迟的目的。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于DVR装置中检测SAG信号 的方法，所述方法包括：
[0005] a、根据预设的采样频率及工频周期，得到电网信号在每一工频周期上相同的采样 点个数，并设置一长度等于所述采样点个数的循环缓冲区；
[0006] b、获取一工频周期上每一采样点对应的采样值后，将所述获取到的各采样值在所 述循环缓冲区内按照采样时间先后顺序存储，形成一滑动的分析窗口；
[0007] c、待下一采样点的采样时间到达时，得到所述下一采样点的采样值且存储于所述 分析窗口内，并丢弃所述分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新所述分析窗口；
[0008] d、将所述更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到所述下一采样点在 其采样时间上对应的模极大值；
[0009] e、判断所述得到的模极大值是否大于0 ;
[0010] f、如果是，则确定电网出现SAG信号，并确定所述下一采样点的采样时间为出现 SAG信号的起始时刻；如果否，则返回步骤c。
[0011] 其中，所述方法进一步包括：
[0012] 获取所述电网在出现SAG信号的起始时刻上的当前电压幅值以及所述起始时刻 的前一采样点对应的原有电压幅值，并将所述获取到的当前电压幅值与原有电压幅值之间 的差值作为DVR装置电压补偿的控制参量。
[0013] 其中，所述采样频率为6. 4KHz，所述工频周期为20ms。
[0014] 其中，所述采样频率为12. 8KHz，所述工频周期为20ms。
[0015] 本发明实施例还提供了一种用于DVR装置中检测SAG信号的系统，所述系统包 括：
[0016] 设置循环缓冲区单元，用于根据预设的采样频率及工频周期，得到电网信号在每 一工频周期上相同的采样点个数，并设置一长度等于所述采样点个数的循环缓冲区；
[0017] 采样值存储及排序单元，用于获取一工频周期上每一采样点对应的采样值后，将 所述获取到的各采样值在所述循环缓冲区内按照采样时间先后顺序存储，形成一滑动的分 析窗口；
[0018] 采样值更新单元，用于待下一采样点的采样时间到达时，得到所述下一采样点的 采样值且存储于所述分析窗口内，并丢弃所述分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新 所述分析窗口；
[0019] 小波分析单元，用于将所述更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到 所述下一采样点在其采样时间上对应的模极大值；
[0020] 判断单元，用于判断所述得到的模极大值是否大于0 ;
[0021] 确定SAG信号单兀，用于确定电网出现SAG信号，并确定所述下一米样点的米样时 间为出现SAG信号的起始时刻。
[0022] 其中，所述系统还包括电压暂降幅值单元，电压暂降幅值单元用于获取所述电网 在出现SAG信号的起始时刻上的当前电压幅值以及所述起始时刻的前一采样点对应的原 有电压幅值，并将所述获取到的当前电压幅值与原有电压幅值之间的差值作为DVR装置电 压补偿的控制参量。
[0023] 其中，所述采样频率为6. 4KHz，所述工频周期为20ms。
[0024] 其中，所述采样频率为12. 8KHz，所述工频周期为20ms。
[0025] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[0026] 在本发明实施例中，由于设立有用于存储采样值且具有固定长度的循环缓冲区， 在每一个新的采样点的采样时间到达时，该循环缓冲区内每次只更新一个数据并进行小波 分析，检测出SAG信号起始时刻和幅值，而对其它存在于循环缓冲区的采样值不必重新进 行计算，从而能够节省计算时间，使得基于这种增量式的小波分析法，能够实时检测SAG信 号起始时刻和幅值，达到降低DVR装置中SAG故障检测时间延迟的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据 这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0028] 图1为本发明实施例提供的用于DVR装置中检测SAG信号的方法的流程图；
[0029] 图2为本发明实施例提供的用于DVR装置中检测SAG信号的系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。
[0031] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种用于DVR装置中检测SAG信号的方法，所 述方法包括：
[0032] 步骤S101、根据预设的采样频率及工频周期，得到电网信号在每一工频周期上相 同的采样点个数，并设置一长度等于所述采样点个数的循环缓冲区；
[0033] 具体过程为，可将电网信号的采样频率设为6. 4KHz、工频周期设为20ms或者采样 频率设为12. 8KHz、工频周期设为20ms等特殊值，使得每一个工频周期20ms内的采样点个 数为2的整数次幂128或256。由于预设的采样频率及工频周期一旦固定下来，使得电网信 号在该工频周期上获得的采样点个数相同，并构造一个长度等于单周期采样点个数的循环 缓冲区，如循环缓冲区的长度为128或256。
[0034] 步骤S102、获取一工频周期上每一采样点对应的采样值后，将所述获取到的各采 样值在所述循环缓冲区内按照采样时间先后顺序存储，形成一滑动的分析窗口；
[0035] 具体过程为，提取一个工频周期20ms上每一个采样点对应的采样值，可以为当前 工频周期的，也可以前面工频周期的，将这些采样值（128个或256个）在该循环缓冲区内 按照采样时间先后顺序的方式存储，从而形成一个对采样值序列滑动的分析窗口。可以理 解的是，滑动的分析窗口在计算机程序处理上为先进先出的方式，提高了计算机的处理效 率，节省了处理时间。
[0036] 步骤S103、待下一采样点的采样时间到达时，得到所述下一采样点的采样值且存 储于所述分析窗口内，并丢弃所述分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新所述分析窗 n ；
[0037] 具体过程为，由于分析窗口内是当前待处理的数据，如果有新的数据输入，就会覆 盖原有的数据，从而形成循环缓冲。因此，在下一个采样点的采样时间到达时，即针对分析 窗口来说为每一个新的采样点到来，获取该新采样点的采样值会存储在分析窗口内，并丢 弃分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新分析窗口。可以理解的是，新采样点的采样值 也是按照采样时间先后顺序的方式存储。
[0038] 步骤S104、将所述更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到所述下一 采样点在其采样时间上对应的模极大值；
[0039] 具体过程为，将更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到所述下一采 样点在其采样时间上对应的模极大值。由于分析窗口内每次更新的只有一个数据，所以只 要按照小波分析过程中的数据依赖关系进行局部更新，就可以得到整个循环缓冲区内部数 据的小波分析结果。其他数据点由于没有更新，所以不必进行重新计算，从而能够节省计算 量，高速的获得分析结果。同样，小波分析的逆变换过程采取同样的局部更新策略，只需要 针对受影响的数值点进行更新计算就可以完成的小波逆变换。计算量的节省，使得该算法 在DSP等计算资源受到限制的器件上执行成为可能。
[0040] 小波变换的关键是母小波w⑴（也称基本小波）的确定，W (t) G L2 (R)，R为实 数集，L2(R)为实数域空间，W (t)的小波变换式为：
【权利要求】
1. 一种用于DVR装置中检测SAG信号的方法，其特征在于，所述方法包括： a、 根据预设的采样频率及工频周期，得到电网信号在每一工频周期上相同的采样点个 数，并设置一长度等于所述采样点个数的循环缓冲区； b、 获取一工频周期上每一采样点对应的采样值后，将所述获取到的各采样值在所述循 环缓冲区内按照采样时间先后顺序存储，形成一滑动的分析窗口； c、 待下一采样点的采样时间到达时，得到所述下一采样点的采样值且存储于所述分析 窗口内，并丢弃所述分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新所述分析窗口； d、 将所述更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到所述下一采样点在其采 样时间上对应的模极大值； e、 判断所述得到的模极大值是否大于0 ; f、 如果是，则确定电网出现SAG信号，并确定所述下一采样点的采样时间为出现SAG信 号的起始时刻；如果否，则返回步骤c。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括： 获取所述电网在出现SAG信号的起始时刻上的当前电压幅值以及所述起始时刻的前 一采样点对应的原有电压幅值，并将所述获取到的当前电压幅值与原有电压幅值之间的差 值作为DVR装置电压补偿的控制参量。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样频率为6. 4KHz，所述工频周期为 20ms。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样频率为12. 8KHz，所述工频周期为 20ms。
5. -种用于DVR装置中检测SAG信号的系统，其特征在于，所述系统包括： 设置循环缓冲区单元，用于根据预设的采样频率及工频周期，得到电网信号在每一工 频周期上相同的采样点个数，并设置一长度等于所述采样点个数的循环缓冲区； 采样值存储及排序单元，用于获取一工频周期上每一采样点对应的采样值后，将所述 获取到的各采样值在所述循环缓冲区内按照采样时间先后顺序存储，形成一滑动的分析窗 n ； 采样值更新单元，用于待下一采样点的采样时间到达时，得到所述下一采样点的采样 值且存储于所述分析窗口内，并丢弃所述分析窗口内采样时间最早的采样值后，更新所述 分析窗口； 小波分析单元，用于将所述更新后的分析窗口内的各采样值进行小波分析，得到所述 下一采样点在其采样时间上对应的模极大值； 判断单元，用于判断所述得到的模极大值是否大于0 ; 确定SAG信号单兀，用于确定电网出现SAG信号，并确定所述下一米样点的米样时间为 出现SAG信号的起始时刻。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电压暂降幅值单元，电压暂 降幅值单元用于获取所述电网在出现SAG信号的起始时刻上的当前电压幅值以及所述起 始时刻的前一采样点对应的原有电压幅值，并将所述获取到的当前电压幅值与原有电压幅 值之间的差值作为DVR装置电压补偿的控制参量。
7. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述采样频率为6. 4KHz，所述工频周期为 20ms。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述采样频率为12. 8KHz，所述工频周期为 20ms。
【文档编号】G01R19/175GK104407198SQ201410709842
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】张华赢, 姚森敬, 胡子珩, 曹军威, 张少杰, 袁仲达, 王淼 申请人:深圳供电局有限公司, 清华大学, 张家港智能电力研究院有限公司