一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法与流程

本发明涉及电力系统监测，尤其涉及一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法。

背景技术：

1、在电力系统运行与管理中，接地工频电流的精准测量具有举足轻重的地位，它不仅是保障电网稳定运行、确保电力系统安全的关键要素，同时也是电力系统保护、故障分析以及接地系统性能评估的重要依据，然而，实际测量过程中，诸多因素都会对测量结果的精度造成影响，包括但不限于环境噪声、电路本身噪声、线路过电压冲击以及采样方法的局限性等，这些因素使得接地工频电流在一段时间内虽能保持相对稳定，但测量结果仍存在一定的误差。

2、现有技术的不足之处：采样电路及其环境中不可避免的各种噪声对测量结果产生干扰，如电磁干扰、温度变化导致的电阻波动等，从而影响采样电路的性能，进而降低测量精度，此外，电力系统运行中线路的不定过电压冲击，如雷击、设备故障等，会引起偶发的异常波动，若未能对这些波动进行有效识别和处理，将严重影响接地电流的测量精度，再者，传统的接地电流采样算法，如单次采样和分段采样等，均存在一定的局限性，单次采样忽略了环境噪声的影响，而分段采样虽能一定程度上减少噪声干扰，但仍无法有效区分背景噪声和偶发异常波动，同时，这些传统算法在数据校正方面未能充分考虑硬件个体特性，无法针对不同采样设备进行个性化校正，从而影响测量结果的准确性和可靠性，因此，需要设计一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题是采样电路和环境中不可避免地存在各种噪声，这些噪声会对测量结果产生干扰，影响到采样电路的性能，从而影响测量精度，以及电力系统运行中的线路不定的过电压冲击，导致偶发的异常波动，这些波动如果没有得到有效识别和处理，将严重影响接地电流的测量精度的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，包括如下步骤：

3、步骤一：选择采样点，在电力系统的接地线路上选择合适的采样点，确保采样点周围环境的稳定性和代表性；

4、步骤二：配置采样设备，根据采样点的环境特点，选择适合的采样硬件；

5、步骤三：背景干扰预采样识别与去除，通过预采样识别并了解采样点周围的背景干扰情况，观察采样点周围的电磁环境，并记录下可能存在的干扰源及其特征，减少或消除其对采样结果的影响；

6、步骤四：数据采集并进行去极值平均，通过连续多次数据采样，形成一组采样数据集合，对采集到的数据集合应用去极值算法，消除由于偶然因素或噪声引起的数据波动，通过去除数据中的最大值和最小值，并对剩余的数据进行平均，得到更稳定、更可靠的采样结果；

7、步骤五：通过校正阶段进行硬件差异校正，在进行数据分析之前，需要对采样数据进行硬件差异校正，减少采样设备之间存在的硬件差异。

8、优选的，所述配置采样设备包括电流传感器、a/d转换器等，并进行初步的设备校准。

9、优选的，所述步骤四之间进行短时间的预采样，收集环境背景噪声数据。

10、优选的，所述步骤四通过多次采集数据，形成一组采样数据集合，对采集到的数据集合应用去极值算法，即去除数据集中的最大值和最小值，以滤除偶发的异常波动，确保了采样数据的普遍性和可靠性，避免极端值对最终结果的影响。

11、优选的，所述对去极值后的数据进行累加求平均，以减少偶然误差的影响。

12、优选的，所述硬件差异校正根据初步设备校准的结果，对采样数据进行进一步的校正，以消除不同采样硬件之间的物理差异带来的影响。

13、优选的，所述步骤五中，在数据采样完成后，进行软件算法校正，根据预先设定的校正公式，对采样数据进行软件处理，以进一步消除硬件差异和背景噪声的影响。

14、优选的，所述数据校正公式采用实际值＝系数*采样值+偏移量的公式来校正选取需要校准的电流值做校准值，将校准值与实际值做比较，判断实际值与校准值的误差是否小于1％，若成立则校正结束，若不成立，则跳转判断实际值是否大于校准值，若成立则偏移量-1并再次判断实际值与校准值的误差是否小于1％，若不成立则偏移量+1并再次判断实际值与校准值的误差是否小于1％。

15、本发明的技术效果和优点：

16、1.本发明能够滤除差异极大的偶发数据，通过连续多次数据采样，形成一组采样数据集合，对采集到的数据集合应用去极值算法，即去除数据集中的最大值和最小值，以滤除偶发的异常波动，确保了采样数据的普遍性和可靠性，避免极端值对最终结果的影响，通过精心选择采样点、合理配置采样设备、预采样以识别背景干扰、数据采集并进行去极值平均以及通过校正阶段进行硬件差异校正，可以获得高质量的采样数据，为后续的数据分析和决策提供有力支持。

17、2.本发明通过去极值平均采样数据，去极值后的数据进行累积平均处理，以此来保证数据的采样稳定性，这种方式可以有效平滑短期波动，保留更为稳定的长期趋势，并利用背景干扰预采样识别与去除：通过在正式采样前进行预采样，识别背景干扰，并在实际采样过程中去除这些干扰，以获取更加真实、准确的数据。

18、3.本发明通过数据校正算法，为了避免不同硬件之间的物理差异对测量结果的影响，利用数据校正算法，通过对采样数据进行精确的修正，确保了不同设备间测量结果的一致性，因为采样的数据线性度不可能全为一样，所以需要分段校正，而且不同硬件之间的物理差异有时也会不同，这时通过改变偏移量的值从而消除不同硬件带来的差异，并且同时提高测量的准确度。

技术特征：

1.一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述配置采样设备包括电流传感器、a/d转换器等，并进行初步的设备校准。

3.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述步骤四之间进行短时间的预采样，收集环境背景噪声数据。

4.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述步骤四通过多次采集数据，形成一组采样数据集合，对采集到的数据集合应用去极值算法，即去除数据集中的最大值和最小值，以滤除偶发的异常波动，确保了采样数据的普遍性和可靠性，避免极端值对最终结果的影响。

5.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述对去极值后的数据进行累加求平均，以减少偶然误差的影响。

6.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述硬件差异校正根据初步设备校准的结果，对采样数据进行进一步的校正，以消除不同采样硬件之间的物理差异带来的影响。

7.根据权利要求1所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述步骤五中，在数据采样完成后，进行软件算法校正，根据预先设定的校正公式，对采样数据进行软件处理，以进一步消除硬件差异和背景噪声的影响。

8.根据权利要求7所述的一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，其特征在于：所述数据校正公式采用实际值＝系数*采样值+偏移量的公式来校正选取需要校准的电流值做校准值，将校准值与实际值做比较，判断实际值与校准值的误差是否小于1％，若成立则校正结束，若不成立，则跳转判断实际值是否大于校准值，若成立则偏移量-1并再次判断实际值与校准值的误差是否小于1％，若不成立则偏移量+1并再次判断实际值与校准值的误差是否小于1％。

技术总结本发明提供了一种抵抗背景干扰提高工频接地电流采样精度的方法，涉及电力系统监测技术领域，包括如下步骤：选择采样点，在电力系统的接地线路上选择合适的采样点；配置采样设备，根据采样点的环境特点，选择适合的采样硬件；背景干扰预采样识别与去除；数据采集并进行去极值平均；通过校正阶段进行硬件差异校正，在进行数据分析之前，需要对采样数据进行硬件差异校正，减少采样设备之间存在的硬件差异，本发明结合了多次采样、去极值处理、累加求平均、硬件差异校正和软件算法校正等多个步骤和算法，以实现对采样数据的精确获取和可靠处理，有助于提高数据的准确性和可靠性，为后续的数据分析和决策提供有力支持。技术研发人员：唐旭峥,李孝云,唐月奎,高禄缘,潘涛,黄嘉伟,肖翔受保护的技术使用者：深圳抛物线科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27