一種特高壓雷電侵入波監(jiān)測(cè)中大容量數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雷電流侵入波的大容量數(shù)據(jù)分析及顯示技術(shù)，具體涉及一種特高 壓雷電侵入波監(jiān)測(cè)中大容量數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前雷電侵入波在電力行業(yè)中的研究應(yīng)用甚為廣泛，由于雷電侵入波波形復(fù)雜難 以預(yù)測(cè)，并且數(shù)據(jù)量大，因此很難較為全面詳細(xì)的分析波形的特性，對(duì)于雷電侵入波波形特 性的研究將對(duì)電網(wǎng)變電站等有效預(yù)防雷電侵入波帶來(lái)的危害等具有重要意義。
[0003] -般波形圖形界面顯示方法通常采用圖形緩存方式，開辟一塊內(nèi)存區(qū)存儲(chǔ)塊預(yù)存 處理數(shù)據(jù)，通過將顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)刷新，從而大小更新顯示的效果。但由于一個(gè)記錄文件數(shù) 據(jù)大小在3M-100M左右，數(shù)據(jù)量龐大，全局圖形刷新非常緩慢，顯示效果會(huì)有明顯的延時(shí)現(xiàn) 象。這對(duì)于整個(gè)波形的觀察、分析等帶來(lái)很大不便，雷電侵入波監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析對(duì)防雷性能 評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)有重要的意義和價(jià)值。為將雷電侵入波數(shù)據(jù)在雷電侵入波監(jiān)測(cè)軟件中可以 最大程度的以波形的方式快速顯示，并對(duì)波形頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可對(duì)數(shù)據(jù)的處理算法進(jìn) 行優(yōu)化。目前市場(chǎng)上相關(guān)雷電侵入波數(shù)據(jù)處理軟件較少，且處理速度都相對(duì)較慢，精確度較 差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種特高壓雷電侵入波監(jiān)測(cè) 中大容量數(shù)據(jù)處理方法。
[0005] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明提供一種特高壓雷電侵入波監(jiān)測(cè)中大容量數(shù)據(jù)處理方法，其改進(jìn)之處在 于，所述方法包括：
[0007] 雷電侵入波波形顯示；
[0008] 雷電侵入波頻率統(tǒng)計(jì)；
[0009] 雷電侵入波界面顯示。
[0010] 進(jìn)一步地，所述雷電侵入波波形顯示包括：
[0011] ①建立動(dòng)態(tài)數(shù)組存儲(chǔ)原始波形數(shù)據(jù)文件中的點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)體的格式存儲(chǔ)點(diǎn) 數(shù)據(jù)的時(shí)間信息以及幅值信息；
[0012] ②當(dāng)選擇查看雷電侵入波數(shù)據(jù)整體波形時(shí)，首先獲取原始波形數(shù)據(jù)文件大小，用 原始波形數(shù)據(jù)文件大小除以結(jié)構(gòu)體的大小得到原始波形數(shù)據(jù)文件包含的總點(diǎn)數(shù)；
[0013] ③判斷原始波形數(shù)據(jù)文件大?。喝粑募目傸c(diǎn)數(shù)〈點(diǎn)數(shù)設(shè)定值，則文件默認(rèn) 分配標(biāo)號(hào)為1 ;否則，采用稀疏算法讀原始波形數(shù)據(jù)文件，每隔100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)緩存一個(gè)數(shù)據(jù) 點(diǎn)，將緩存區(qū)的數(shù)據(jù)顯示在窗口中；
[0014] ④將總點(diǎn)數(shù)除以點(diǎn)數(shù)設(shè)定值將原始波形數(shù)據(jù)文件分為多個(gè)以點(diǎn)數(shù)設(shè)定值點(diǎn)為單 位的標(biāo)號(hào)；選擇標(biāo)號(hào)并獲取文件標(biāo)號(hào)下的完整點(diǎn)數(shù)據(jù)；
[0015] ⑤當(dāng)選擇標(biāo)號(hào)時(shí)，打開相應(yīng)的原始波形數(shù)據(jù)文件，直接跳到標(biāo)號(hào)數(shù)乘以點(diǎn)數(shù)設(shè)定 值的位置，開始讀取，當(dāng)讀取點(diǎn)個(gè)數(shù)等于點(diǎn)數(shù)設(shè)定值時(shí)，將動(dòng)態(tài)數(shù)組存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū) 并顯示；其中點(diǎn)數(shù)設(shè)定值為動(dòng)態(tài)數(shù)組的存儲(chǔ)上限。
[0016] 進(jìn)一步地，所述雷電侵入波頻率統(tǒng)計(jì)包括下述步驟：
[0017] 〈1>從指定點(diǎn)開始讀點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
[0018] 〈2>設(shè)定變量獲取點(diǎn)原始波形數(shù)據(jù)文件中的最大值和最小值；
[0019] 〈3>判斷連續(xù)兩點(diǎn)間的斜率并將斜率由正到負(fù)點(diǎn)設(shè)為特征數(shù)據(jù)點(diǎn)，將特征數(shù)據(jù)點(diǎn) 的時(shí)間信息存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)數(shù)組中；
[0020] 〈4>判斷點(diǎn)數(shù)是否大于點(diǎn)數(shù)設(shè)定值：若大于，則求得動(dòng)態(tài)數(shù)組中連續(xù)兩點(diǎn)間的 時(shí)間算術(shù)平均值，計(jì)算雷電侵入波的平均頻率和有效值，并進(jìn)行界面顯示；否則返回步驟 〈3>，
[0021] 〈5>界面顯示后返回步驟〈1>，重新選擇標(biāo)號(hào)。
[0022] 進(jìn)一步地，所述步驟〈3>中，斜率由正到負(fù)的點(diǎn)的幅值均大于其前、后點(diǎn)數(shù)據(jù)的幅 值；
[0023] 所述步驟〈4>中，雷電侵入波的平均頻率為時(shí)間算術(shù)平均值的倒數(shù)；雷電侵入波 波形的有效值采用離散信號(hào)有效值的形式，對(duì)特征數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行積分并求其算術(shù)平均值求得 雷電侵入波波形波形有效值，公式如下：
[0024]
[0025] 其中：T為統(tǒng)計(jì)雷電侵入波波形的周期值；yjPyn+1分別表示基準(zhǔn)點(diǎn)和新的基準(zhǔn) 點(diǎn)；、和tn+1分別表示基準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)和新的基準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)。
[0026] 進(jìn)一步地，所述雷電侵入波界面顯示包括：
[0027] 當(dāng)選擇打開原始波形數(shù)據(jù)文件時(shí)，采用稀疏算法讀點(diǎn)數(shù)據(jù)文件，顯示雷電侵入波 波形的整體效果；
[0028] 雷電侵入波波形統(tǒng)計(jì)信息顯示；
[0029] 雷電侵入波波形中的局部完整點(diǎn)數(shù)據(jù)特征顯示。
[0030] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：
[0031] 本發(fā)明雷電侵入波的采樣頻率為20Mhz，3通道12位AD采集，軟件檢測(cè)的數(shù)據(jù)格 式為預(yù)采樣一周期，記錄兩周期約60mS-120ms，文件大小約2M~5M數(shù)據(jù)。雷電侵入波數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)格式為"頭文件信息結(jié)構(gòu)體+點(diǎn)數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)體"。
[0032] 1)針對(duì)文件數(shù)據(jù)容量大，處理速度慢的問題，本發(fā)明采用了兩種方法解決問題， 第一種是采用大文件分塊的方法，即將數(shù)據(jù)量較大的文件平均分為若干個(gè)數(shù)據(jù)量較小的文 件，當(dāng)進(jìn)行波形顯示時(shí)，不需要緩存整個(gè)文件的數(shù)據(jù)，只需要緩存一部分指定的數(shù)據(jù)，這樣 一方面可以快速讀取并緩存數(shù)據(jù)，同時(shí)達(dá)到快速刷新顯示的效果，有效解決了數(shù)據(jù)更新緩 慢，刷新存在延時(shí)的特點(diǎn)。
[0033] 第二種方法則是采用雙緩沖區(qū)技術(shù)，建立兩種形式的緩沖區(qū)，根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小， 決定采用特定緩沖區(qū)存儲(chǔ)方式，具體方法如下：當(dāng)窗口顯示點(diǎn)數(shù)大于某一定義值時(shí)，則采用 點(diǎn)數(shù)稀疏算法，每隔1〇〇個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)緩存一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，即整體文件中截取一些點(diǎn)信息進(jìn)行粗 略顯示；當(dāng)窗口顯示點(diǎn)數(shù)小于某一定義值時(shí)，則采用局部完整點(diǎn)數(shù)讀取的方法，從而達(dá)到局 部波形完整顯示的效果。
[0034] (2)由于雷電侵入波數(shù)據(jù)文件通常很大，在快速統(tǒng)計(jì)波形的平均頻率、有效值、最 大值、最小值等波形特征值時(shí)則會(huì)存在一些難度，因此需要特殊的方法解決以上問題。在 讀取波形文件時(shí)，通過設(shè)定兩個(gè)參數(shù)，通過不斷比較記錄從而保存文件中的波形最大、最小 值；在讀點(diǎn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，記錄是否有特征點(diǎn)，該點(diǎn)均大于前后兩點(diǎn)數(shù)值，若存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)數(shù)組 中，該特征點(diǎn)則記為波形的峰峰值，當(dāng)讀文件結(jié)束后，通過計(jì)算峰峰值見的加權(quán)平均數(shù)從而 得出波形的平均周期，求倒數(shù)則得到雷電侵入波的平均頻率值；對(duì)于波形的有效值的計(jì)算， 則根據(jù)求離散信號(hào)有效值的求取方法，首先先選擇文件中的特征點(diǎn)，以文件中的第一個(gè)點(diǎn) 作為基準(zhǔn)點(diǎn)，依次讀數(shù)據(jù)點(diǎn)，當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的幅值與基準(zhǔn)點(diǎn)差值大于某一設(shè)定值時(shí)，則將該數(shù)據(jù) 點(diǎn)作為特征點(diǎn)存儲(chǔ)起來(lái)，并作為新的基準(zhǔn)點(diǎn)繼續(xù)比較，最終通過對(duì)離散特征點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行積 分，從而求得該波形的有效值。本發(fā)明采用的雷電侵入波大容量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)快速分析顯示方 法，可以有效的解決雷電侵入波數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜、顯示精度低、系統(tǒng)操作復(fù)雜等問題。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明提供的雷電侵入波快速顯示流程圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明提供的雷電侵入波頻率統(tǒng)計(jì)算法流程圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明提供的雷電侵入波頻率統(tǒng)計(jì)的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0039] 以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠 實(shí)踐它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實(shí)施 例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可 以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本 發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同 物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語(yǔ)"發(fā)明"來(lái)表示，這僅僅 是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為 任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0040] 本發(fā)明提供一種特高壓雷電侵入波監(jiān)測(cè)中大容量數(shù)據(jù)處理方法，包括：
[0041] 雷電侵入波波形顯示，其流程圖如圖1所示，包括下述步驟：
[0042] ①建立一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組用來(lái)存儲(chǔ)原始波形數(shù)據(jù)文件中的點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)體的格 式存儲(chǔ)了點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間信息以及幅值信息。
[0043] ②當(dāng)選擇查看數(shù)據(jù)整體波形時(shí)，首先獲取原始波形數(shù)據(jù)文件大小，用原始波形數(shù) 據(jù)文件大小除以結(jié)構(gòu)體的大小從而得到原始波形數(shù)據(jù)文件的總點(diǎn)數(shù)；
[0044] ③讀原始波形數(shù)據(jù)文件采用稀疏算法，每隔1