專利名稱：供電系統(tǒng)智能裝置錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的界定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于供電系統(tǒng)中智能裝置的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的界定方法，屬于電工 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
供電系統(tǒng)中的智能裝置通常通過采樣，得到采樣值，據(jù)此進(jìn)行判斷和控制。如果系 統(tǒng)中有噪聲或干擾，或者裝置發(fā)生采樣異常等硬件故障或發(fā)生程序跑飛等軟件故障，則裝 置的采樣有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，容易造成裝置錯(cuò)誤的判斷和控制。智能裝置通常通過硬件濾波或者軟件濾波等方法來濾除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，但常規(guī)的軟硬 件濾波方法會(huì)產(chǎn)生時(shí)滯，減緩判斷和控制的速度，而且有時(shí)難以識(shí)別和濾除真正的錯(cuò)誤數(shù) 據(jù)。有一種方法是根據(jù)裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值來設(shè)定裝置最大允許的采 樣值之差的闔值，以此來濾除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。此方法適用于在故障處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)對(duì)錯(cuò)誤數(shù)據(jù) 進(jìn)行界定，但當(dāng)嚴(yán)重故障處于暫態(tài)過程中，裝置有可能出現(xiàn)采樣值之差超出按照故障處于 穩(wěn)態(tài)狀態(tài)時(shí)設(shè)置的闔值，使得裝置誤判為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，導(dǎo)致裝置拒動(dòng)。另外在有些情況下，裝 置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值可能難以推算出，使得闔值難以確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何準(zhǔn)確判斷出供電系統(tǒng)智能裝置采樣值的錯(cuò)誤 數(shù)據(jù)。為解決上述問題，本方法提供一種可應(yīng)用于供電系統(tǒng)智能裝置的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)界定方 法，可以據(jù)此編寫程序，寫入基于嵌入式微型計(jì)算機(jī)的裝置來實(shí)現(xiàn)。包括以下步驟
1)定義當(dāng)前采樣點(diǎn)為第k點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的后1點(diǎn)是第k+Ι點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前1點(diǎn)是 第k-Ι點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前2點(diǎn)是第k-2點(diǎn)，它們對(duì)應(yīng)的采樣值分別為y(k)、y(k+l)、y(k_l) 和y(k-2)，根據(jù)裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值設(shè)定裝置的最大允許的采樣值 之差的闔值，以此闔值作為界定采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的前提條件；
2)當(dāng)y(k)與y(k-l)之差沒有超過此闔值，y(k)與y(k-l)之差也沒有超過闔值，則界 定y(k)和y(k-l)是正常數(shù)據(jù)；
3)當(dāng)y(k-l)與y(k-2)之差沒有超過闔值，但y(k)與y(k_l)之差超過闔值，則界定 y(k-l)是正常數(shù)據(jù)，y(k)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)要通過y(k+ 1)的值來判斷，相當(dāng)于在步驟4) 和步驟5)中分析y(k-l)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；
4)當(dāng)y(k-l)與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k_l)之差也超過闔值，而且此三點(diǎn)呈 單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k-l)是處于暫態(tài)過程 中的正常數(shù)據(jù)；5)當(dāng)y(k-l)與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k_l)之差也超過闔值，但此三點(diǎn)不 呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)是正常數(shù)據(jù)， y(k-l)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，y(k-l)用y(k-2)來代替，或用y(k_2)與y(k)的平均值，S卩〔y(k_2) + y(k)〕/2來代替；
6)當(dāng)y(k-l)與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y (k_l)之差沒有超過闔值，而且此三點(diǎn) 呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k-l)是處于暫態(tài)過 程中的正常數(shù)據(jù)；
7)當(dāng)y(k-l)與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k_l)之差沒有超過闔值，但此三點(diǎn)不 呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)和y(k-l)是 處于暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù)。本發(fā)明的原理為裝置的采樣周期通常是0. 1 2毫秒，如果騷擾信號(hào)進(jìn)入裝置 內(nèi)部，而且其形態(tài)與正常采樣值相似，則無法采取措施，但恰恰由于各種瞬態(tài)騷擾的特殊性 和采樣周期的特點(diǎn)，使得上述的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)鑒別方法可以起作用。下面對(duì)幾種瞬態(tài)騷擾、噪 聲、采樣通道的軟硬件故障的情況分別作具體分析
靜電放電騷擾的脈沖寬度小于1納秒，每秒鐘1次，即兩個(gè)脈沖之間的間隔為1000ms。 此脈沖具有寬度窄、頻率低的特點(diǎn)；
浪涌騷擾的脈沖寬度為幾十微秒，每分鐘12次，即兩個(gè)脈沖之間的間隔為5000ms。此 脈沖的特點(diǎn)是寬度寬、頻率低；
IMHz衰減振蕩波騷擾的脈沖寬度為10微秒，每分鐘20次，即兩個(gè)脈沖之間的間隔為 3000ms。此脈沖具有寬度較窄、頻率低的特點(diǎn)。上述三種騷擾，裝置的采樣周期遠(yuǎn)小于騷擾脈沖出現(xiàn)的周期，所以裝置至多采到 一次錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不可能連續(xù)采到兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，所以能通過本方法濾除?？焖偎沧兠}沖群騷擾的脈沖寬度為2微秒，兩個(gè)脈沖之間的間隔為0. 2ms。此脈沖 的特點(diǎn)是寬度窄、頻率高。由于脈沖頻率高，所以在裝置的每個(gè)采樣間隔里都有可能存在騷 擾脈沖，但由于裝置的采樣周期遠(yuǎn)大于騷擾脈沖的寬度，所以裝置很難正好采樣到騷擾脈 沖，連續(xù)采到兩個(gè)的概率就更低，所以錯(cuò)誤數(shù)據(jù)能通過本方法濾除。噪聲干擾的脈沖情況與快速瞬變脈沖群騷擾的情況相似，不同之處僅僅是噪聲干 擾的脈沖是正負(fù)隨機(jī)分布，而快速瞬變脈沖群騷擾是單向的，所以錯(cuò)誤數(shù)據(jù)能通過本方法 濾除O總之，裝置的采樣周期要么遠(yuǎn)小于騷擾脈沖出現(xiàn)的周期，要么遠(yuǎn)大于騷擾脈沖的 寬度，使得裝置連續(xù)采到兩個(gè)騷擾脈沖的可能性很低。如果裝置的采樣通道出現(xiàn)硬件故障或者軟件程序跑飛等問題，則采樣值通常只有 一個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不可能連續(xù)出現(xiàn)兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，所以也能通過本方法濾除?？傊b置通常不會(huì)連續(xù)采到兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，能夠通過本方法剔除，在極端情況 下，如果誤剔除，僅僅導(dǎo)致裝置動(dòng)作延遲。如果錯(cuò)誤數(shù)據(jù)沒有識(shí)別出來，由于有闔值限制，所以可以肯定此錯(cuò)誤數(shù)據(jù)數(shù)值不 夠大，不足以造成嚴(yán)重影響。如果裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值難以確定，可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中常 規(guī)故障時(shí)可能出現(xiàn)的最大試驗(yàn)值或者經(jīng)驗(yàn)值來推算闔值，仍然用上述的對(duì)連續(xù)的幾個(gè)采樣值進(jìn)行比較的方法來界定錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。此方法的優(yōu)勢(shì)如果僅僅根據(jù)裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值來設(shè)定闔 值，以此來區(qū)分采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可能會(huì)在嚴(yán)重故障時(shí)，由于故障的暫態(tài)特性，把正 常的暫態(tài)采樣值誤判定為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。此方法可以用于濾除由于系統(tǒng)中有噪聲或干擾，或者 裝置發(fā)生采樣異常等硬件故障或發(fā)生程序跑飛等軟件故障，裝置的采樣有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤 數(shù)據(jù)，能顯著減少常規(guī)的軟硬件濾波方法產(chǎn)生的時(shí)滯。對(duì)于變化的采樣值，能嚴(yán)格區(qū)分出是 真正故障造成的還是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)造成的。


圖1為本發(fā)明中y(k-l) 有超過闔值的示意圖。圖2為本發(fā)明中y(k-l) 過闔值的示意圖。圖3為本發(fā)明中y(k-l) 值的一種情況示意圖。圖4為本發(fā)明中y(k-l) 值的另一種情況示意圖。圖5為本發(fā)明中y(k-l) 闔值的一種情況示意圖。圖6為本發(fā)明中y(k-l) 闔值的另一種情況示意圖。
具體實(shí)施例方式下面基于裝置不會(huì)連續(xù)采到兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，對(duì)連續(xù)三點(diǎn)的采樣值的各種情況進(jìn)行 分析。圖1 y (k-Ι)與y (k_2)之差沒有超過闔值，y (k)與y (k_l)之差也沒有超過闔值， 則界定y(k)和y(k-l)是正常數(shù)據(jù)。圖2 y (k-Ι)與y (k_2)之差沒有超過闔值，但y (k)與y (k_l)之差超過闔值，則 界定y(k-l)是正常數(shù)據(jù)，y(k)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)要通過y(k+ 1)的值來判斷，在圖3和圖4 中相當(dāng)于分析y(k-l)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。圖3 y (k-Ι)與y (k_2)之差超過闔值，y (k)與y (k_l)之差也超過闔值，而且此 三點(diǎn)呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k-l)是處于暫 態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù)。圖4 y (k-Ι)與y (k_2)之差超過闔值，y (k)與y (k_l)之差也超過闔值，但此三 點(diǎn)不呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)是正常數(shù) 據(jù)，y(k-l)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，y(k-l)可以用y(k-2)來代替，也可用y(k_2)與y(k)的平均值， 即〔y(k-2) +y(k)〕/2 來代替。圖5 y (k-Ι)與y (k_2)之差超過闔值，y (k)與y (k_l)之差沒有超過闔值，而且 此三點(diǎn)呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k-l)是處于
與y(k-2)之差沒有超過闔值，y(k)與y(k-l)之差也沒 與y(k-2)之差沒有超過闔值，但y(k)與y(k-l)之差超 與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k-l)之差也超過闔 與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k-l)之差也超過闔 與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k-l)之差沒有超過 與y(k-2)之差超過闔值，y(k)與y(k-l)之差沒有超過暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù)。圖6 y (k-Ι)與y (k_2)之差超過闔值，y (k)與y (k_l)之差沒有超過闔值，但此三 點(diǎn)不呈單調(diào)變化，即中間的y(k-l)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)和y(k-l) 是處于暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù)。在上述方法中，對(duì)當(dāng)前的y(k)界定它是否是正常數(shù)據(jù)，如果是正常數(shù)據(jù)，則它可 用于邏輯控制，如果不能確定它是正常數(shù)據(jù)，則要等待后1點(diǎn)的采樣值，如果允許裝置滯后 一個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行判斷和動(dòng)作，則可簡(jiǎn)化方法，把當(dāng)前的y(k)僅用于界定y(k-l)是否是錯(cuò)誤 數(shù)據(jù)，而不直接用于邏輯控制。在上述方法中，作為界定采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的前提條件的闔值是根據(jù)裝置在 最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值來設(shè)定的，如果希望裝置對(duì)于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的界定更嚴(yán)格， 也可以用比上述闔值較小的值作為闔值。如果裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值難以確定，可以根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)中常 規(guī)故障時(shí)最大可能的試驗(yàn)值或者經(jīng)驗(yàn)值來推算闔值，再用上述的比較連續(xù)幾個(gè)點(diǎn)采樣值的 方法來界定錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。上述方法是基于裝置不會(huì)連續(xù)采到兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的考慮，所以最多只需要通過對(duì) 連續(xù)三點(diǎn)的采樣值的比較來界定中間的采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。如果需要考慮裝置會(huì)連續(xù) 采到兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，則要通過對(duì)連續(xù)的四點(diǎn)而不是三點(diǎn)的采樣值進(jìn)行比較，來界定中間的 兩點(diǎn)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，界定的方法與本方法類似，這里不一一贅述。如果需要考慮裝置會(huì)連 續(xù)采到更多的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，仍然與本方法類似，這里不一一贅述。它們均落在本發(fā)明的保護(hù)范 圍內(nèi)。以上已以較佳實(shí)施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
供電系統(tǒng)智能裝置錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的界定方法,其特征在于，包括以下步驟1)定義當(dāng)前采樣點(diǎn)為第k點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的后1點(diǎn)是第k+1點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前1點(diǎn)是第k 1點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前2點(diǎn)是第k 2點(diǎn)，它們對(duì)應(yīng)的采樣值分別為y(k)、y(k+1)、y(k 1)和y(k 2),根據(jù)裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值設(shè)定裝置的最大允許的采樣值之差的闔值，以此闔值作為界定采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的前提條件;2)當(dāng)y(k)與y(k 1)之差沒有超過此闔值，y(k)與y(k 1)之差也沒有超過闔值，則界定y(k)和y(k 1)是正常數(shù)據(jù);3)當(dāng)y(k 1)與y(k 2)之差沒有超過闔值，但y(k)與y(k 1)之差超過闔值，則界定y(k 1)是正常數(shù)據(jù)，y(k)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)要通過y(k＋1)的值來判斷，相當(dāng)于在步驟4)和步驟5)中分析y(k 1)是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù);4)當(dāng)y(k 1)與y(k 2)之差超過闔值，y(k)與y(k 1)之差也超過闔值，而且此三點(diǎn)呈單調(diào)變化，即中間的y(k 1)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k 1)是處于暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù);5)當(dāng)y(k 1)與y(k 2)之差超過闔值，y(k)與y(k 1)之差也超過闔值，但此三點(diǎn)不呈單調(diào)變化，即中間的y(k 1)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)是正常數(shù)據(jù)，y(k 1)是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，y(k 1)用y(k 2)來代替，或用y(k 2) 與y(k)的平均值，即〔y(k 2) ＋y(k)〕/2來代替；6)當(dāng)y(k 1)與y(k 2)之差超過闔值，y(k)與y(k 1)之差沒有超過闔值，而且此三點(diǎn)呈單調(diào)變化，即中間的y(k 1)在三點(diǎn)中處于中間值，則界定y(k)和y(k 1)是處于暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù);7)當(dāng)y(k 1)與y(k 2)之差超過闔值，y(k)與y(k 1)之差沒有超過闔值，但此三點(diǎn)不呈單調(diào)變化，即中間的y(k 1)在三點(diǎn)中處于極大值或者極小值，則界定y(k)和y(k 1)是處于暫態(tài)過程中的正常數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了供電系統(tǒng)智能裝置錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的界定方法,定義當(dāng)前采樣點(diǎn)為第k點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的后1點(diǎn)是第k+1點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前1點(diǎn)是第k-1點(diǎn)，當(dāng)前采樣點(diǎn)的前2點(diǎn)是第k-2點(diǎn)，它們對(duì)應(yīng)的采樣值分別為y(k)、y(k+1)、y(k-1)和y(k-2)，根據(jù)裝置在最嚴(yán)重故障時(shí)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的采樣值來設(shè)定裝置的最大允許的采樣值之差的闔值，以此闔值作為界定采樣值是否是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的前提條件。本方法可以用于濾除由于系統(tǒng)中有噪聲或干擾，或者裝置發(fā)生采樣異常等硬件故障或發(fā)生程序跑飛等軟件故障，裝置的采樣有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，能顯著減少常規(guī)的軟硬件濾波方法產(chǎn)生的時(shí)滯。
文檔編號(hào)G06F11/07GK101980172SQ20101054702
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者史耀政, 彭繼紅, 李鋼, 趙馳 申請(qǐng)人:國(guó)電南瑞科技股份有限公司