[发明专利]量程自适应电力系统信号采集方法

权利要求书

1.一种量程自适应电力系统信号采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1将待采集的原始信号s₀(t)经传感输出信号

步骤2将传感输出信号转换为标准的电压信号u_i(t)，并完成与u_i(t)的电隔离，u_i(t)＝λs₀(t)，u_i(t)的动态范围为0～±A_m(V)；

步骤3量程自适应控制，包括以下分步：

(1)将输入信号u_i(t)的动态范围分割成由小信号到大信号的K个量程；

(2)用K个放大器对u_i放大，得到K个不同的电压信号u₁(t),…,u_K(t)；

(3)采用比较器对电路获得放大器输出信号u₁(t),…,u_K(t)的越限指示信号p_k(t),k＝1,…,K-1；

(4)由越限指示信号p_k(t)＝1,k＝1,…,K-1，经控制逻辑得到量程切换控制信号c_k(t),k＝1,…,K，用来分别控制K个模拟开关SW_k,k＝1,…,K，实现量程切换；

(5)输出采集信号u_o(t)的同时，同步提供当前的量程指示Y_n(t),…,Y₁(t)，其中，量程指示信号数量n＝ceil(log₂ K)，K为量程数量，函数ceil(·)表示取不小于自变量的最小整数，量程指示Y_n(t),…,Y₁(t)由越限指示信号p_k(t)＝1,k＝1,…,K-1经由量程指示逻辑得到；

步骤4采集模拟信号后进行还原处理，还原原始信号计算为：

2.根据权利要求1所述的量程自适应电力系统信号采集方法，其特征在于：步骤3后增加电平移动和A/D转换步骤后再进行还原处理；具体为：

电平移动：在输出信号u_o(t)上加入A_m的直流电压，

A/D转换：对输入进行等时间间隔采样，将波形转换为离散数据序列

还原处理：离散数据形式的还原处理计算为：：

3.根据权利要求1所述的量程自适应电力系统信号采集方法，其特征在于：步骤1中信号传感采用电流互感器或电压互感器，输出同性质的电流或电压信号。

4.根据权利要求1所述的量程自适应电力系统信号采集方法，其特征在于：步骤2中λ为常数，取值为：考虑原始信号s₀(t)可能出现的最大值，使u_i(t)的所有可能取值在0～±A_m(V)范围之内。

5.根据权利要求1所述的量程自适应电力系统信号采集方法，其特征在于，步骤3：

分步(1)中，K个量程分别是：量程1：0～±A₁；量程2：±A₁～±A₂；…；量程k：±A_k-1～±A_k；…；量程K：±A_K-1～±A_K，各量程边界对应的数值A_k,k＝1,…,K按照以Γ为底的指数递增，规定为：

A_k＝Γ^k-KA_m,k＝1,…,K

令A₀＝0；

分步(2)中，放大器k,k＝1,…,K的放大倍数分别为：β_k＝Γ^K-k,k＝1,…,K，得到K个不同的电压信号

分步(3)中，u_k(t),k＝1,…,K-1的绝对值若低于A_m，则越限指示信号p_k(t)＝0,k＝1,…,K-1；u_k(t),k＝1,…,K-1的绝对值若高于A_m，则越限指示信号p_k(t)＝1,k＝1,…,K-1；

分步(4)中，c_k(t),k＝1,…,K控制模拟开关SW_k,k＝1,…,K的方式为：c_k(t)为1时SW_k闭合，否则断开，SW_k为常断开关；

产生c_k(t),k＝1,…,K的K个控制逻辑如下：

控制逻辑1：其中表示p₁的非，下同；

控制逻辑k,1＜k＜K：

控制逻辑K：c_K＝p_K。