本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

配電終端模擬量輸入通道的通道狀態(tài)對(duì)配電終端工作的開展、相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸具有重要影響。若配電終端模擬量輸入通道的通道狀態(tài)異常，將嚴(yán)重影響相應(yīng)配電終端的正常工作，甚至可能影響其所處電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因而對(duì)配電終端模擬量輸入通道的通道狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)是非常必要的。

傳統(tǒng)方案通常需要對(duì)應(yīng)的工作人員憑其觀測(cè)以及相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)上述配電終端模擬量輸入通道的通道狀態(tài)進(jìn)行判定，準(zhǔn)確性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)對(duì)配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方案準(zhǔn)確性低的技術(shù)問(wèn)題，提供一種配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法、裝置和系統(tǒng)。

一種配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法，包括如下步驟：

從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)；

利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；

通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值；

分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；

若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；

若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

一種配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括：

獲取模塊，用于從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)；

第一計(jì)算模塊，用于利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；

第二計(jì)算模塊，用于通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值；

判斷模塊，用于分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；

第一判定模塊，用于若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；

第二判定模塊，用于若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

一種配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括A/D轉(zhuǎn)換器和用于進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)方的處理器；

所述處理器通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器連接配電終端的模擬量輸入通道；

所述A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)從模擬量輸入通道輸出的多路模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將裝換后的通道信號(hào)發(fā)送至處理器；所述處理器利用傅里葉算法分別計(jì)算各路通道信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路通道信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；通過(guò)均方根法計(jì)算所述通道信號(hào)的有效值；分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

上述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法、裝置和系統(tǒng)，可以從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)，利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值，再通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值，根據(jù)各個(gè)基波幅值和有效值之間的關(guān)系對(duì)模擬量輸入通道的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，可以有效提高上述檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法流程圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法、裝置和系統(tǒng)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)描述。

參考圖1，圖1所示為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法流程圖，包括如下步驟：

S10，從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)；

上述步驟中，在模擬信號(hào)之前，可以先對(duì)將上述模擬信號(hào)模擬變壓器進(jìn)行隔離，在通過(guò)相關(guān)濾波器進(jìn)行濾波處理，再經(jīng)過(guò)兩個(gè)8選1CMOS多路轉(zhuǎn)換器選擇，多路轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)由電壓跟隨放大器驅(qū)動(dòng)放大后，送入高速16位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字量，A/D的輸出以串行數(shù)據(jù)流的形式送入DSP處理器進(jìn)行配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)。上述模擬信號(hào)可以包括交流電流信號(hào)或者交流電壓信號(hào)。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述模擬信號(hào)為經(jīng)過(guò)模擬變壓器或者電流互感器進(jìn)行隔離處理后的信號(hào)。

作為一個(gè)實(shí)施例，上述模擬信號(hào)可以為將隔離處理后的信號(hào)輸入濾波器進(jìn)行濾波處理后的信號(hào)。

本實(shí)施例中，所提供的模擬信號(hào)為經(jīng)過(guò)模擬變壓器或者電流互感器進(jìn)行隔離處理后的信號(hào)，上述隔離處理后的信號(hào)還可以輸入濾波器進(jìn)行濾波處理后的信號(hào)，可以保證所獲取的模擬信號(hào)的有效性，進(jìn)一步提高了配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

S20，利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；

在一個(gè)實(shí)施例中，上述利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值的步驟包括：

對(duì)所述模擬信號(hào)進(jìn)行多次采樣，將各次采樣結(jié)果分別代入實(shí)部計(jì)算公式和虛部計(jì)算公式計(jì)算所述模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部；

其中所述實(shí)部計(jì)算公式為：

所述虛部計(jì)算公式為：

式中，N表示采樣次數(shù)，chnl表示模擬信號(hào)的路數(shù)，F(xiàn)und_RL[chnl]表示實(shí)部，F(xiàn)und_IM[chnl]表示虛部，Sample[chnl][k]表示第chnl路模擬信號(hào)的第k次采樣結(jié)果；

將所述實(shí)部和虛部代入基波獲取公式計(jì)算模擬信號(hào)的基波幅值；其中，所述基波獲取公式為：

式中，F(xiàn)und_Mag表示基波幅值。

本實(shí)施例可以采用32位傅里葉算法，在一個(gè)基波周期內(nèi)計(jì)算出chnl路從配電終端模擬量輸入通道獲取的模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部。通常情況下，配電終端模擬量輸入通道包括9路模擬信號(hào)，即chnl的取值范圍為1至9，各路模擬信號(hào)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)基波幅值。上述采樣次數(shù)N的取值可以為32。

S30，通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值；

在一個(gè)實(shí)施例中，上述模擬信號(hào)包括交流電流信號(hào)；所述通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值的步驟包括：

對(duì)所述模擬信號(hào)進(jìn)行多次采樣，將各次采樣結(jié)果分別代入電流有效值計(jì)算公式進(jìn)行有效值計(jì)算；所述電流有效值計(jì)算公式為：

式中，N表示采樣次數(shù)，I_k表示第k次采樣結(jié)果，I_rms表示電流有效值。

本實(shí)施例可以對(duì)模擬信號(hào)中交流電流信號(hào)的有效值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。

在一個(gè)實(shí)施例中，上述模擬信號(hào)包括交流電壓信號(hào)；所述通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值的步驟包括：

對(duì)所述模擬信號(hào)進(jìn)行多次采樣，將各次采樣結(jié)果分別代入電壓有效值計(jì)算公式進(jìn)行有效值計(jì)算；所述電壓有效值計(jì)算公式為：

式中，N表示采樣次數(shù)，v_k表示第k次采樣結(jié)果，V_rms表示電壓有效值。

本實(shí)施例可以對(duì)模擬信號(hào)中交流電壓信號(hào)的有效值進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。

S40，分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；

S50，若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；

S60，若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

本實(shí)施例中，一路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)基波幅值，若任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常，利用上述正常的模擬量輸入通道進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)或者信號(hào)的傳輸可以保證相應(yīng)電力系統(tǒng)的順序運(yùn)行；若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則可以判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常，此時(shí)，需要對(duì)上述模擬量輸入通道進(jìn)行相關(guān)修復(fù)處理使模擬量輸入通道正常后，才可以進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)或者信號(hào)的傳輸。上述設(shè)定范圍可以根據(jù)配電終端模擬量輸入通道的具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，比如設(shè)置為[-0.1,0.1]，[-0.2,0.2]等值。

本發(fā)明提供的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法，可以從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)，利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值，再通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值，根據(jù)各個(gè)基波幅值和有效值之間的關(guān)系對(duì)模擬量輸入通道的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，有效提高了上述檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考圖2所示，圖2為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

獲取模塊10，用于從配電終端的模擬量輸入通道中獲取多路模擬信號(hào)；

第一計(jì)算模塊20，用于利用傅里葉算法分別計(jì)算各路模擬信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；

第二計(jì)算模塊30，用于通過(guò)均方根法計(jì)算所述模擬信號(hào)的有效值；

判斷模塊40，用于分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；

第一判定模塊50，用于若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；

第二判定模塊50，用于若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

本發(fā)明提供的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)裝置與本發(fā)明提供的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法一一對(duì)應(yīng)，在所述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法的實(shí)施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)裝置的實(shí)施例中，特此聲明。

參考圖3所示，圖3為一個(gè)實(shí)施例的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括A/D轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)81和用于進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)方的處理器82；

所述處理器82通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器81連接配電終端的模擬量輸入通道；

所述A/D轉(zhuǎn)換器81對(duì)從模擬量輸入通道輸出的多路模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將裝換后的通道信號(hào)發(fā)送至處理器82；所述處理器82利用傅里葉算法分別計(jì)算各路通道信號(hào)的實(shí)部和虛部，根據(jù)所述實(shí)部和虛部計(jì)算各路通道信號(hào)對(duì)應(yīng)的基波幅值；通過(guò)均方根法計(jì)算所述通道信號(hào)的有效值；分別計(jì)算任意一個(gè)基波幅值和有效值之間的差值，并判斷所述各個(gè)差值是否均在設(shè)定范圍內(nèi)；若所述差值均在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)正常；若任意一個(gè)差值不在設(shè)定范圍內(nèi)，則判定所述模擬量輸入通道的狀態(tài)異常。

上述A/D轉(zhuǎn)換器81可以為16位A/D轉(zhuǎn)換器，處理器可以為DSP處理器。

上述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，可以利用A/D轉(zhuǎn)換器81對(duì)模擬量輸入通道輸出的多路模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，在通過(guò)處理器對(duì)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的通道狀態(tài)檢測(cè)，具有較高的檢測(cè)

如圖4所示，在一個(gè)實(shí)施例中，上述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，還可以包括模擬變壓器91和濾波器92；

所述模擬變壓器91的輸入端連接配電終端的模擬量輸入通道，模擬變壓器91的輸出端通過(guò)所述濾波器92連接A/D轉(zhuǎn)換器81；

所述模擬變壓器91用于對(duì)從配電終端的模擬量輸入通道獲取的模擬信號(hào)進(jìn)行隔離；所述濾波器92用于對(duì)隔離后的模擬信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并在濾波后將所述模擬信號(hào)發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器81。

本實(shí)施例可以對(duì)輸入A/D轉(zhuǎn)換器81的模擬信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的隔離和濾波處理，可以保證輸入上述A/D轉(zhuǎn)換器81的模擬信號(hào)的有效性。

作為一個(gè)實(shí)施例，如圖4所示，所述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)還包括電壓跟隨放大器93；所述電壓跟隨放大器93連接在所述濾波器92和A/D轉(zhuǎn)換器81之間；所述電壓跟隨放大器93用于對(duì)濾波后的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，以保證輸入A/D轉(zhuǎn)換器8的模擬信號(hào)的強(qiáng)度。

作為一個(gè)實(shí)施例，模擬量輸入通道與濾波器92之間還可以連接電流互感器(CTs)，以進(jìn)行模擬信號(hào)的隔離，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)或電流信號(hào)，保證后續(xù)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。上述濾波器92可以為二階有源低通濾波器，其作用是把對(duì)模擬信號(hào)的諧波分量進(jìn)行過(guò)濾，留下直流分量。上述濾波器92輸出的模擬信號(hào)還可以輸入多路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)(如兩個(gè)8選1CMOS多路轉(zhuǎn)換器等)，以將多個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化同一個(gè)回路的信號(hào)；電壓跟隨器(電壓跟隨放大器)可以對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)；16位A/D轉(zhuǎn)換器的功能是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。由于模擬信號(hào)具有保密性差、抗干擾能力弱，本發(fā)明利用A/D轉(zhuǎn)換器81將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，保證了信息的安全性和可靠性。

本發(fā)明提供的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)與本發(fā)明提供的配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法一一對(duì)應(yīng)，在所述配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)方法的實(shí)施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于配電終端模擬量輸入通道的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施例中，特此聲明。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。