本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護的，更具體地，涉及一種sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、繼電保護是對電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進行檢測，從而發(fā)出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。各類繼電保護算法大多需要基于一次電纜上采集的電流、電壓等模擬量數(shù)據(jù)進行計算和判定，因此變電站內(nèi)的各類保護、測控、穩(wěn)控等設(shè)備，都有對一次電纜上模擬量的采集和傳輸需求。

2、iec-61850標準，對采樣數(shù)據(jù)的傳輸方式，提出了sv(sample?value，樣本值)報文規(guī)約。其中對模擬量的編碼方式部分，要求各類模擬量采集設(shè)備，需將采樣數(shù)據(jù)以4000hz頻率進行采樣，將所有數(shù)據(jù)按當前互感器硬件配置統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為一次值，以1ma、10mv為單位，有符號四字節(jié)整數(shù)為單位進行編碼。以此實現(xiàn)變電站內(nèi)不同廠家、不同設(shè)備之間采樣數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

3、iec-61850標準的sv報文規(guī)約，編碼后存在通信帶寬占用較高的情況，以合并單元為例，變電站內(nèi)一個合并單元一般負責采集一個間隔內(nèi)的各類模擬量數(shù)據(jù)，其編碼后發(fā)送的sv報文占用帶寬約為10mbps。但在如線路縱聯(lián)差動保護、配網(wǎng)5g組網(wǎng)差動保護等一些使用場景下，對采樣傳輸?shù)膸捄土髁糠矫嬗幸欢ǖ南拗菩枨?，較高的帶寬和流量占用會導致通信設(shè)備的建設(shè)和運行成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中傳輸采樣數(shù)據(jù)時通信帶寬和流量需求較高的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、一種sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，包括以下步驟：

4、步驟1，將4字節(jié)的sv采樣數(shù)據(jù)作為原始采樣數(shù)據(jù)，按算法進行壓縮得到壓縮采樣數(shù)據(jù)后發(fā)送；

5、步驟2，當接收到壓縮采樣數(shù)據(jù)后，按算法解壓后恢復符合sv報文規(guī)范的采樣數(shù)據(jù)。

6、優(yōu)選地，步驟1中，原始采樣數(shù)據(jù)為4字節(jié)有符號整形的采樣數(shù)據(jù)，對原始采樣數(shù)據(jù)進行壓縮后得到2字節(jié)的壓縮采樣數(shù)據(jù)，具體流程如下：

7、(1)將四字節(jié)有符號整形的采樣數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為單精度浮點格式；

8、(2)將單精度浮點格式的采樣數(shù)據(jù)中，提取首位符號位1bit；

9、(3)將單精度浮點格式的采樣數(shù)據(jù)中，指數(shù)8bit中前3bit去除，提取后5bit；

10、(4)將單精度浮點格式的采樣數(shù)據(jù)中，尾數(shù)部分23bit中后13bit去除，提取前10bit；

11、(5)將提取的符號位1bit、指數(shù)位5bit、小數(shù)位10bit拼接到一起，組成2字節(jié)(16bit)的壓縮采樣數(shù)據(jù)。

12、優(yōu)選地，步驟1中，當原始采樣數(shù)據(jù)為特殊數(shù)值0時，壓縮后寫為2字節(jié)0。

13、優(yōu)選地，步驟1中，當原始采樣數(shù)據(jù)為特殊數(shù)值1時，將其數(shù)值改為2后按步驟(1)至(5)進行壓縮處理。

14、優(yōu)選地，步驟1中，當原始采樣數(shù)據(jù)為特殊數(shù)值-1時，將其數(shù)值改為-2后按步驟(1)至(5)進行壓縮處理。

15、優(yōu)選地，步驟2中，對接收到的2字節(jié)壓縮采樣數(shù)據(jù)進行解壓，具體流程如下：

16、(1)將2字節(jié)的壓縮采樣數(shù)據(jù)，提取其中的符號位1bit、指數(shù)位5bit、小數(shù)位10bit；

17、(2)申請4字節(jié)內(nèi)存空間，依次填入：提取的符號位1bit、二進制0b100、提取的指數(shù)位5bit、提取的小數(shù)位10bit、16進制0x100，組合為4字節(jié)單精度浮點格式的采樣數(shù)據(jù)；

18、(3)將重新組合的單精度浮點格式的采樣數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為符合iec-61850sv報文規(guī)范的4字節(jié)有符號整形采樣數(shù)據(jù)。

19、優(yōu)選地，步驟2中，當壓縮采樣數(shù)據(jù)為特殊數(shù)值0時，解壓后直接寫為4字節(jié)0。

20、本發(fā)明還提出了一種利用所述sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸裝置，包括：采樣數(shù)據(jù)壓縮模塊、采樣數(shù)據(jù)解壓模塊；

21、所述采樣數(shù)據(jù)壓縮模塊用于實現(xiàn)對4字節(jié)的sv采樣數(shù)據(jù)的壓縮；

22、所述采樣數(shù)據(jù)解壓模塊用于實現(xiàn)對壓縮后的壓縮采樣數(shù)據(jù)的解壓。

23、本發(fā)明還提出了一種終端，包括處理器及存儲介質(zhì)；

24、所述存儲介質(zhì)用于存儲指令；

25、所述處理器用于根據(jù)所述指令進行操作以執(zhí)行所述sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法的步驟。

26、本發(fā)明還提出了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法的步驟。

27、本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具體如下的有益效果：

28、本發(fā)明提供一種sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸?shù)姆椒?，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)各類保護、測控、穩(wěn)控等裝置所需采樣數(shù)據(jù)的壓縮傳輸。該壓縮方法計算簡便，壓縮率高，可將原始采樣數(shù)據(jù)從4字節(jié)壓縮為2字節(jié)，壓縮率為50％，有效節(jié)省了傳輸采樣數(shù)據(jù)時的通信帶寬和流量資源，可降低線路縱聯(lián)光差保護、配網(wǎng)5g差動保護等繼電保護應(yīng)用場景下的通信需求和相應(yīng)成本；

29、本發(fā)明所提出的壓縮算法基于浮點類型進行設(shè)計，對幅值較低的小信號模擬量采樣數(shù)據(jù)，仍然能保留足夠的波形特征，不會造成小信號失真問題；通過本發(fā)明所提出算法解壓后采樣數(shù)據(jù)的精度損失小于千分之一，能滿足繼電保護常見各類保護原理的使用需求。當不同采集設(shè)備的互感器變比不一致時，因原始采樣數(shù)據(jù)已按iec-61850標準中的sv報文規(guī)范換算為一次值，因此接收方收到不同采集設(shè)備傳遞的采樣數(shù)據(jù)后，解壓后即可直接使用，不需再針對不同采集設(shè)備進行一二次變比的換算。

技術(shù)特征：

1.一種sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法，其特征在于，

8.一種利用權(quán)利要求1-7任一項權(quán)利要求所述sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法的sv采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸裝置，其特征在于，包括：采樣數(shù)據(jù)壓縮模塊、采樣數(shù)據(jù)解壓模塊；

9.一種終端，包括處理器及存儲介質(zhì)；其特征在于：

10.計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種SV采樣數(shù)據(jù)壓縮傳輸方法及裝置，該方法包括以下步驟：步驟1，將4字節(jié)的SV采樣數(shù)據(jù)作為原始采樣數(shù)據(jù)，按算法進行壓縮得到壓縮采樣數(shù)據(jù)后發(fā)送；步驟2，當接收到壓縮采樣數(shù)據(jù)后，按算法解壓后恢復符合SV報文規(guī)范的采樣數(shù)據(jù)。本發(fā)明所提出的采樣數(shù)據(jù)壓縮方法計算簡便，壓縮率高，有效節(jié)省了傳輸采樣數(shù)據(jù)時的通信帶寬和流量資源，可降低線路縱聯(lián)光差保護、配網(wǎng)5G差動保護等繼電保護應(yīng)用場景下的通信需求和相應(yīng)成本，通過本發(fā)明所提出算法解壓后采樣數(shù)據(jù)的精度損失小于千分之一，能滿足繼電保護常見各類保護原理的使用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：嚴巖,孫博,石景海,胡炯,袁海濤,肖正強,房同忠,蔣新成,李新華
受保護的技術(shù)使用者：北京四方繼保工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6