基于三阶样条插值法的损失采样数据处理方法

具体实施方式

本发明的一种基于三阶样条插值法的损失采样数据处理方法，包括以下步骤：

1)根据数字化变电站中MU的采样频率和每帧传输的采样数据点数确定在满足一定计算精度条件下允许丢失的采样点数。以MU采样频率为4800点/秒，每帧包含4个采样点数据为例，在百分之一计算误差要求下，可求取近12个点的丢失采样数据近似值，即允许连续3帧通信数据出现误码或丢失；

2)对保护缓冲区中的各采样点数据建立状态字，当相应采样数据真实有效值时，置“有效”标志，无效时，置“无效”标志，若为估计值，则置“估计”，初始化时，所有采样数据状态均置成“无效”；

3)实时监测装置通信情况，若有丢帧/误帧情况发生，标记对应采样数据状态位为“无效”，待通信状态恢复后，若损失的采样点数不大于已设定的允许求取丢失采样点数时，则以损失数据段前后各不少于3个点的有效采样数据为基础，运用三阶样条函数进行波形拟合，然后用插值法求损失采样数据的近似值，并将此数据对应状态置“估计”标记；否则不采取任何措施，或仅求丢失采样数据近似值，但不改变其状态位的“无效”标志；

4)保护运算时，保护计时元件对参与运算的采样数据状态进行甄别统计。当发现参与运算的“无效”采样数据点数大于M(可取3)时，闭锁保护；当发现参与运算的“估计”采样数据点数不大于N(对不同类型保护其值可以不同，如对速动段保护可取较小值，长延时段保护则取较大值)时，可将其保护延时增加相应点数的时间；当发现参与运算的“估计”采样数据点数大于N时，则闭锁保护，直到参与运算的均为“有效”采样数据为止。

图1至图5是在不同丢失采样数据点数情况下用三阶样条插值法求取采样数据近似值后的波形拟合情况。

选用线路末端设有串补电容和并联电抗器的330kV、250km高压线路，电容器后发生三相短路时的电流波形作为仿真对象，其方程描述为：

为检验三次样条插值法对计算结果的影响，对从t＝0时刻开始的20ms内丢失不同数量采样数据情况进行了仿真，现将丢失一段数据(包含采样点数分别为4、8、12、16、20，下同)和两段数据(两段数据间隔4个有效采样点)的仿真结果表述如下。

仿真过程中数据采样率为4800点/秒，付氏计算采用采用96点/周波的DFT算法。在进行DFT计算结果比较时，插值计算起始点固定在第11点(t≈2.2917ms)处；在进行波形拟合比较时，插值计算起始点固定在第1点(t＝0ms)处。

其中表1-表3记录了在不同丢失采样数据点数情况下三阶样条插值法对保护计算误差的影响。对其进一步分析，可以得到下述结论：1)插值结果对不同次数谐波的保护算法(DFT算法)计算结果影响不同，谐波次数越高，影响越大；2)一般情况下，插值结果误差随丢失采样点数的增多而增大，对基波而言，当丢失采样点数不大于12个时，相对误差精度在千分之几以内，等于16个时，相对误差精度在百分之几以内。

表1在丢失多点采样数据情况下应用三次样条插值法后各谐波的DFT计算结果

表1

表2是在丢失单段采样数据情况下应用三次样条插值法后各谐波的DFT计算误差

表2

表3是在丢失两段采样数据情况下应用三次样条插值法后各谐波的DFT计算误差

表3

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。