一种交流波形侦测方法和装置与流程

1.本发明涉及电力技术领域，尤其是一种交流波形侦测方法和装置。


背景技术：

2.在一般ac交流输入的电力设备中通常需要检测电网电压是否正常，比较常用的是采用电网电压有效值进行检测和判断，此方法能准确的判断出电网电压是否异常。然而，采用电网电压有效值进行检测和判断通常是要用一个电网周期的值，此外，考虑到滤波的需要，一般都需要几个市电周期。因此，采用电网电压有效值进行侦测一般用于对侦测速度要求不高的场合，而对于需要对电网作出快速侦测且处理的场合是明显不适合的。
3.因此，如何实现快速对电网的交流波形进行侦测成为亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于提高对电网的交流波形侦测的效率和准确性。
5.为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种交流波形侦测方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.获取交流电压采样值；
7.对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
8.对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
9.将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；
10.判断所述判断值是否超出阀值；
11.若所述判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值；
12.判断所述波形异常计数值是否大于计数阀值；
13.若所述波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。
14.可选的，在所述获取交流电压采样值步骤之前，还包括如下步骤：
15.判断是否到采样定时时间；若已经到采样定时时间，则继续进行后续步骤；否则，结束程序。
16.可选的，所述获取交流电压采样值步骤具体为：
17.利用运算放大器组成比例变换电路将需要检测的电网电压变换到适合选用的ad采样的电压范围；
18.利用主控芯片的ad采样端口连接所述比例变换电路输出端，根据采样频率对电网电压进行采样，获得交流电压采样值。
19.可选的，所述对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值步骤包括：
20.对采样到的交流电压采样值，根据所述比例变换电路的放大系数、ad转换的位数和ad转换的参考电压计算出采样标准化值，计算公式为：
21.采样标准化值＝交流电压采样值
×
ad转换的参考电压
×
比例变换电路的放大系
数/ad转换的位数。
22.可选的，所述对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值步骤具体为：
23.采用传递函数g(s)＝100*π/(s2+100*π*s+(100*π)2)对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值。
24.可选的，所述将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值具体为：
25.对滤波后的采样标准化值进行锁相，找出过零点，作为起始采样点；
26.找出电网周期过零点，记录从起始采样点到电网周期过零点之间的采样数为n,并记滤波后的采样标准化值为u(n)，n＝1，2，3
…
n；
27.获取当前电网线路的标准电压有效值，记为u_rms；
28.计算得到当前点对应相位的标准值un(n)＝u_rms*sin(2πn/n)；
29.计算得到判断值为uj(n)＝u(n)-un(n)。
30.根据第二方面，本发明实施例公开了一种交流波形侦测装置，其特征在于，包括：
31.采样模块，用于获取交流电压采样值；
32.标准化模块，用于对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
33.滤波模块，用于对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
34.判断值获取模块，用于将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；以及
35.判断模块，用于判断所述判断值是否超出阀值，若所述判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值，以及，用于判断所述波形异常计数值是否大于计数阀值，若所述波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。
36.可选的，所述采样模块包括比例变换电路和ad采样单元。
37.根据第三方面，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述方法的步骤。
38.根据第四方面，本发明实施例公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述方法的步骤。
39.本发明具有以下的有益效果：
40.本发明实施例先通过对输入波形的采样标准化值进行二阶滤波处理，可避免电网谐波干扰造成误侦测，对滤波后的采样标准化值通过锁相并与电网线路标准电压进行比较得出判断结论，无需计算电网电压有效值，可提高对交流异常波形侦测的效率，并提高侦测的准确率。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1是本发明实施例一流程图；
43.图2为本发明实施例二结构示意图；
44.图3为本发明实施例二采样模块结构示意图。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
46.实施例一
47.图1为一种交流波形侦测方法实施例流程图，包括如下步骤：
48.s200：获取交流电压采样值；
49.s300：对交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
50.s400：对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
51.s500：将滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；
52.s600：判断判断值是否超出阀值，若是，则执行步骤s700，若否，则结束程序；
53.s700：对波形异常计数，得到波形异常计数值；
54.s800：判断波形异常计数值是否大于计数阀值，若是，则执行步骤s900，若否，则结束程序；
55.s900：标识电压异常。
56.需要说明的是，步骤s500中，当前点对应相位的标准值是指电网线路在标准状态下与当前点供电相位相同时的电压值。
57.本发明实施例先通过对输入波形的采样标准化值进行二阶滤波处理，可避免电网谐波干扰造成误侦测，对滤波后的采样标准化值通过锁相并与电网线路标准电压进行比较得出判断结论，无需计算电网电压有效值，可提高对交流异常波形侦测的效率，并提高侦测的准确率。
58.在可选的实施例中，在步骤s200之前，还包括如下步骤：
59.s100：判断是否到采样定时时间；若已经到采样定时时间，则继续进行后续步骤；否则，结束程序。
60.在可选的实施例中，步骤s200包括：
61.s201：通过比例变换电路将需要检测的电网电压变换到适合选用的ad采样的电压范围；
62.s202：利用主控芯片的ad采样端口连接比例变换电路输出端，根据采样频率对电网电压进行采样，获得交流电压采样值。
63.在一些实施例中，比例变换电路由运算放大器组成。
64.在可选的实施例中，步骤s300具体为：对采样到的交流电压采样值，根据比例变换电路的放大系数、ad转换的位数和ad转换的参考电压计算出采样标准化值，计算公式为：
65.采样标准化值＝交流电压采样值
×
ad转换的参考电压
×
比例变换电路的放大系数/ad转换的位数。
66.需要说明的是，交流电压采样值即为存储于ad转换单元寄存器的值。
67.在可选的实施例中，步骤s400具体为：采用传递函数g(s)＝100*π/(s2+100*π*s+(100*π)2)对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值。
68.本实施例中，采样标准化值对应了实际电压瞬态值，对其进行二阶广义滤波可消除电网中的典型谐波干扰信号,避免谐波导致的误侦测或者漏侦测。
69.在一些实施例中，采用数字滤波方法对采样标准化值进行二阶滤波处理。
70.在可选的实施例中，步骤s500包括：
71.s501：对滤波后的采样标准化值进行锁相，找出过零点，作为起始采样点；
72.s502：找出电网周期过零点，记录从起始采样点到电网周期过零点之间的采样数为n,并记滤波后的采样标准化值为u(n)，n＝1，2，3
…
n；
73.s503：获取当前电网线路的标准电压有效值，记为u_rms；
74.s504：计算得到当前点对应相位的标准值un(n)＝u_rms*sin(2πn/n)；
75.s505：计算得到判断值uj(n)＝u(n)-un(n)。
76.在一些实施例中，在步骤s600中，判断值为步骤s505中的判断值uj(n)，判断过程依次对n＝1，2，3
…
n的情况进行判断，任一判断值uj(n)超出阀值，则判定判断值超出阀值。
77.实施例二
78.参见图2，本发明提供一种交流波形侦测装置实施例，包括：
79.采样模块，用于获取交流电压采样值；
80.标准化模块，用于对交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
81.滤波模块，用于对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
82.判断值获取模块，用于将滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；以及
83.判断模块，用于判断判断值是否超出阀值，若判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值，以及，用于判断波形异常计数值是否大于计数阀值，若波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。
84.本发明实施例先通过对输入波形的采样标准化值进行二阶滤波处理，可避免电网谐波干扰造成误侦测，对滤波后的采样标准化值通过锁相并与电网线路标准电压进行比较得出判断结论，无需计算电网电压有效值，可提高对交流异常波形侦测的效率，并提高侦测的准确率。
85.参见图3，在可选的实施例中，采样模块包括比例变换电路和ad采样单元。
86.本实施例中，通过比例变换电路将需要检测的电网电压变换到适合选用的ad采样的电压范围，ad采样单元的采样端口连接比例变换电路输出端，根据采样频率对电网电压进行采样，获得交流电压采样值。在一些实施例中，比例变换电路由运算放大器组成。
87.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下方法：
88.获取交流电压采样值；
89.对交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
90.对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
91.将滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；
92.判断判断值是否超出阀值；
93.若判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值；
94.判断波形异常计数值是否大于计数阀值；
95.若波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。
96.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下方法：
97.获取交流电压采样值；
98.对交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；
99.对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；
100.将滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；
101.判断判断值是否超出阀值；
102.若判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值；
103.判断波形异常计数值是否大于计数阀值；
104.若波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。
105.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种交流波形侦测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取交流电压采样值；对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；判断所述判断值是否超出阀值；若所述判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值；判断所述波形异常计数值是否大于计数阀值；若所述波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。2.如权利要求1所述的一种交流波形侦测方法，其特征在于，在所述获取交流电压采样值步骤之前，还包括如下步骤：判断是否到采样定时时间；若已经到采样定时时间，则继续进行后续步骤；否则，结束程序。3.如权利要求1所述的一种交流波形侦测方法，其特征在于，所述获取交流电压采样值步骤具体为：利用运算放大器组成比例变换电路将需要检测的电网电压变换到适合选用的ad采样的电压范围；利用主控芯片的ad采样端口连接所述比例变换电路输出端，根据采样频率对电网电压进行采样，获得交流电压采样值。4.如权利要求3所述的一种交流波形侦测方法，其特征在于，所述对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值步骤包括：对采样到的交流电压采样值，根据所述比例变换电路的放大系数、ad转换的位数和ad转换的参考电压计算出采样标准化值，计算公式为：采样标准化值＝交流电压采样值
×
ad转换的参考电压
×
比例变换电路的放大系数/ad转换的位数。5.如权利要求1所述的一种交流波形侦测方法，其特征在于，所述对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值步骤具体为：采用传递函数g(s)＝100*π/(s2+100*π*s+(100*π)2)对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值。6.如权利要求1所述的一种交流波形侦测方法，其特征在于，所述将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值具体为：对滤波后的采样标准化值进行锁相，找出过零点，作为起始采样点；找出电网周期过零点，记录从起始采样点到电网周期过零点之间的采样数为n,并记滤波后的采样标准化值为u(n)，n＝1，2，3
…
n；获取当前电网线路的标准电压有效值，记为u_rms；计算得到当前点对应相位的标准值un(n)＝u_rms*sin(2πn/n)；计算得到判断值为uj(n)＝u(n)-un(n)。7.一种交流波形侦测装置，其特征在于，包括：采样模块，用于获取交流电压采样值；
标准化模块，用于对所述交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；滤波模块，用于对所述采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；判断值获取模块，用于将所述滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；以及判断模块，用于判断所述判断值是否超出阀值，若所述判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值，以及，用于判断所述波形异常计数值是否大于计数阀值，若所述波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。8.如权利要求7所述的一种交流波形侦测装置，其特征在于，所述采样模块包括比例变换电路和ad采样单元。9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提出一种交流波形侦测方法，包括：获取交流电压采样值；对交流电压采样值进行标准化处理，得到采样标准化值；对采样标准化值进行二阶滤波处理，得到滤波后的采样标准化值；将滤波后的采样标准化值与当前点对应相位的标准值相减后得到判断值；判断判断值是否超出阀值；若判断值超出阀值，则对波形异常计数，得到波形异常计数值；判断波形异常计数值是否大于计数阀值；若波形异常计数值大于计数阀值，则标识电压异常。本发明先通过对输入波形的采样标准化值进行二阶滤波处理，可避免电网谐波干扰造成误侦测，对滤波后的采样标准化值通过锁相并与电网线路标准电压进行比较得出判断结论，可提高对交流异常波形侦测的效率。可提高对交流异常波形侦测的效率。可提高对交流异常波形侦测的效率。


技术研发人员：郭紫旗 李超 王静玲
受保护的技术使用者：深圳市振华微电子有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/22