The information from the novelty detector, frequency estima- tion and wavelet compression is packed by a block called Builder that, according to the result of the novelty detector builds the file structure as follows:
● If the current frame is of novelty and the previous one is not: write the ‘1’ flag followed by the four frequency values and the wavelet coefficients.
● If the current frame is a novelty and the previous too: writes the ‘2’ flag followed by the four frequencies and the wavelet coefficients.
● If the current frame is not of novelty and the previous is of nov- elty: writes the ‘3’ flag followed by the four frequencies and one cycle of wavelet coefficients.
摘要:在本文中,描述了电力质量(PQ)扰动检测器和压缩器的设计和实物实现。该仪器称为电力 系统智能波形记录仪(PSSWR),可以获取电力系统(EPS)信号的样本并处理它们,以便将干扰波 形检测,压缩和存储到 SD 卡中,从而可以用合适的计算机应用程序离线重构和分析。该实物模型 使用现场可编程门阵列(FPGA)和 ARM 平台等其他设备,以智能方式处理 EPS 信号。PSSWR 能 够检测和记录众所周知的 PQ 干扰的波形以及 EPS 中尚未观察到的新的 PQ 干扰,这归功于新颖的 检测概念。这种特征在智能电网的新上下文中是重要的,可以通过该方法检测隐藏的干扰。 关键词:探测器,压缩器,电能质量,小波,FPGA,嵌入式处理器。
1. 介绍
如今电力质量(PQ)问题越来越受到关注。这些问题是由于在住宅,商业中心和工 厂中大量使用非线性负载和电子设备,以及电力系统(EPS)中分布式发电的扩散。因 此,监控的 EPS 实时,以及使用集中式和分散式方案的离线分析,已经越来越重要[1]。
在几个应用中,连续的数据采集和存储是必要的。这是由于这种数据的后处理可以 发现以前未观察到的信息,允许系统增强,故障排除,算法优化等等。例如,像瞬态振 荡或切换过程这样的高频干扰只能在全波形中看到,隐藏在原始数据中的签名可用于预 测电缆断线等。尽管聚合对数据进行减少和比较是有用的,但深度数据应该考虑到全面 的观察可能性[2]。
然而,电信号的连续原始数据记录不是一个简单的任务,因为大量的数据要被记录 和稍后传送。此外,目前很少有商业类型的设备可用于记录连续的原始数据采样率高[3]。 大多数常规记录仪是面向应用的,仅用于获取短期故障信号或干扰信号[4,5]。对 PQ 分 析仪的领先制造商进行了全面的调查。检查了 9 个顶级品牌,共有 27 台设备。从他们 的手册和数据表的调查中,观察到他们都能够长时间记录 PQ 参数(数据)。根据聚合时 间,某些设备能够记录超过一年的 PQ 参数。然而,只有两个能够长时间保存波形记录。 本文中使用[6]中描述的方法进行比较,因为它可以使用压缩技术记录大约 1 年的无间隙 波形。
本文所述的系统,称为电力系统智能波形记录仪(PSSWR),能够重建采样率高的 整个波形信号。然而,不使用连续的原始数据记录。相反,只有样品围绕检测到的电气 干扰进行打包,压缩和记录,用于离线重建整个信号。除了这些样本之外,还记录了关 于信号的每个周期的频率估计的信息。这些信息用于在两个干扰之间产生平滑的信号,
在频率随时间变化的情况下随时恢复整个电信号。 为了进一步减少要存储或传输的数据量,将压缩算法添加到系统中。压缩包括消除