本發(fā)明涉及鐵路車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)是指為了保證列車牽引、制動等系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在車上設(shè)置的各種必需的輔助電氣裝置。輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量良好直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，很有必要檢測軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量并提高檢測的精度。

目前，輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測主要通過以下方法得到，具體的：首先利用電壓傳感器或/和電流傳感器采集電壓或/和電流信號，其次對采集到的電壓或/和電流信號進(jìn)行處理得到適用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓信號，最后采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將上述電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電壓信號，進(jìn)而根據(jù)數(shù)字量的電壓信號計(jì)算出反映輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量的電壓偏差、頻率偏差、諧波、功率因數(shù)、電壓波動和閃變、三相不平衡度等參數(shù)指標(biāo)。

然而，鑒于模數(shù)轉(zhuǎn)換器自身的誤差特性，使得電壓或/和電流信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生了失真，導(dǎo)致得到的數(shù)字量信號不準(zhǔn)確，進(jìn)而致使檢測出來的電能質(zhì)量精確度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法及裝置，以解決現(xiàn)有電能測量方法中模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的增益和偏移誤差致使輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量檢測精確度低的問題。

本發(fā)明提供的一種軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，包括：

從所述軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號，所述電能信 號包括電壓信號和/或電流信號；

對所述電能信號進(jìn)行信號處理，得到信號處理后的電能信號；

對所述信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電能信號；

采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對所述數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號；

采用所述校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。

本發(fā)明提供的一種軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置，包括：依次連接的采樣模塊、信號處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號校正模塊以及檢測處理模塊；

所述采樣模塊，用于從所述軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號，所述電能信號包括電壓信號和/或電流信號；

所述信號處理模塊，用于對所述電能信號進(jìn)行信號處理，得到信號處理后的電能信號；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對所述信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電能信號；

所述信號校正模塊，用于采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對所述數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號；

所述檢測處理模塊，用于采用所述校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。

本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法及裝置，首先通過從軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號，并對該電能信號進(jìn)行信號處理，其次對信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲取數(shù)字電能信號，再采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號，最后才采用校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。本發(fā)明的技術(shù)方案，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量信號進(jìn)行了校正，使得參與電能質(zhì)量檢測的數(shù)字量信號誤差小，解決了模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的增益和偏移誤差影響，提高了輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量檢測的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí)施例一的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí)施例二的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí)施例三的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中所示測試模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6中所示測試模塊對應(yīng)的實(shí)際電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測是指對電壓偏差、頻率偏差、諧波、功率因數(shù)、電壓波動和閃變、三相不平衡度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤監(jiān)測，利用檢測到的值對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控和保護(hù)。由于表征電能質(zhì)量的參數(shù)指標(biāo)是對檢測到的電壓或/和電流信號經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算得到的。因此，前端電壓或/和電流信號的檢測精度直接影響到軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)整個電能質(zhì)量參數(shù)檢測的準(zhǔn)確度。由于前端電壓或/和電流信號是通過電壓傳感器或/和電流傳感器采集、信號處理電路處理以及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn) 換得到的，所以，提高電能質(zhì)量檢測精度的方法可以從以下方面著手，第一：在設(shè)計(jì)成本可控的前提下，選用精度高、可靠性強(qiáng)的傳感器；第二：提高信號處理電路的抗外界干擾能力；第三提高模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度。

現(xiàn)有技術(shù)的電能質(zhì)量檢測方法中，直接利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字量進(jìn)行后續(xù)計(jì)算，但是鑒于模數(shù)轉(zhuǎn)換器自身的線性特性，使得轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號產(chǎn)生了失真，導(dǎo)致得到的數(shù)字量電壓或/和電流信號不準(zhǔn)確，進(jìn)而致使檢測出來的電能質(zhì)量精確度低。

針對現(xiàn)有電能檢測方法的上述不足，本發(fā)明提供了一種軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法及裝置，通過利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器得到的數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，進(jìn)而得到校正后的數(shù)字電能信號，最后利用校正后的數(shù)字電能質(zhì)量進(jìn)行電能質(zhì)量檢測，解決了模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的增益和偏移誤差，提高了電能質(zhì)量檢測的精度。

圖1為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí)施例一的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，包括：

步驟101：從軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號；

其中，該電能信號包括電壓信號和/或電流信號。

具體的，利用電壓傳感器采集軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電壓信號，利用電流傳感器采集軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電流信號，分別得到表征輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量的電壓信號和/或電流信號。

步驟102：對上述電能信號進(jìn)行信號處理，得到信號處理后的電能信號；

由于直接利用電壓傳感器或/和電流傳感器來采集獲取到的電壓信號和/或電流信號中可能包含干擾信號和/或高頻信號，并且采集獲取到的該電壓信號和/或電流信號可能無法被模數(shù)轉(zhuǎn)換器識別，所以，對上述電能信號(也即，對電壓信號和/或電流信號)進(jìn)行信號處理的目的主要包括以下兩個方面：第一，對該采集獲取到的該電壓信號和/或電流信號進(jìn)行濾波，濾除電壓信號和/或電流信號中存在的高頻信號和干擾信號；第二，將電壓信號和/或電流信號轉(zhuǎn)換為模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠識別的電能信號。因此，對采集獲取到的電能信號進(jìn)行信號處理，得到處理后的電能信號。

步驟103：對信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字電能信號；

由于表征輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量好壞的參數(shù)指標(biāo)(例如，電壓偏差、頻率偏差、諧波、功率因數(shù)、電壓波動和閃變、三相不平衡度等)均是通過對數(shù)字量的電壓信號或/和電流信號進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到的，所以，進(jìn)行具體的電能質(zhì)量檢測之前，需要將信號處理后的電能信號輸送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器中對其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而將模擬量的電能信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電能信號，以便于對其進(jìn)行后續(xù)處理。

步驟104：采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號；

從背景技術(shù)的現(xiàn)有技術(shù)方案可知，現(xiàn)有電能質(zhì)量檢測方法是直接利用模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測，沒有考慮模數(shù)轉(zhuǎn)換器自身的線性特性帶來的誤差影響，致使檢測得到的電能質(zhì)量精確度低。因此，本發(fā)明在采用模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量進(jìn)行電能質(zhì)量檢測之前，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)對上述數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號，能夠消除模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的誤差影響。

步驟105：采用校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。

本發(fā)明利用校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測，也即，得到表征軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量參數(shù)指標(biāo)，電能質(zhì)量參數(shù)指標(biāo)包括電壓偏差、頻率偏差、諧波、功率因數(shù)、電壓波動和閃變、三相不平衡度等，通過對上述電能質(zhì)量參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤和監(jiān)測，進(jìn)而根據(jù)監(jiān)測到的值實(shí)現(xiàn)對輔助電源系統(tǒng)的調(diào)控和保護(hù)。

本發(fā)明實(shí)施例一提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，首先從軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號，并對該電能信號進(jìn)行信號處理，其次對信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換獲取數(shù)字電能信號，再采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號，最后才采用校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。本發(fā)明的技術(shù)方案，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量信號進(jìn)行了校正，使得參與電能質(zhì)量檢測的數(shù)字量信號誤差小，解決了模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的增益和偏移誤差影響，提高了輔助電源系統(tǒng)電能質(zhì)量檢測的精度。

進(jìn)一步的，在上述實(shí)施例一提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì) 量檢測方法中，在步驟104之前，也即，在采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)之前，還包括：

采用標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性變換特性進(jìn)行測量，得到線性校準(zhǔn)系數(shù)。

由于不同的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其自身的線型校準(zhǔn)系數(shù)不同，因此，若想獲取某一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，必須利用標(biāo)準(zhǔn)測試信號對該模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性變換特性進(jìn)行測量，才能得到該模數(shù)轉(zhuǎn)換器對應(yīng)的線性校準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而才能利用得到的線性校準(zhǔn)系數(shù)對經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量信號進(jìn)行校準(zhǔn)，進(jìn)而得到校正后的數(shù)字電能信號。

圖2為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí)施例二的流程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例二是在上述實(shí)施例一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上對軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法的進(jìn)一步說明。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例二提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，其中，采用標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性變換特性進(jìn)行測量，得到線性校準(zhǔn)系數(shù)，包括：

步驟201：采用標(biāo)準(zhǔn)測試信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號；

本發(fā)明實(shí)施例給出的標(biāo)準(zhǔn)測試信號產(chǎn)生電路包括穩(wěn)壓源和分壓電路，其中，穩(wěn)壓源用于產(chǎn)生穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，分壓電路用于根據(jù)電路中的分壓電阻對該基準(zhǔn)電壓進(jìn)行分壓，得到兩路標(biāo)準(zhǔn)測試信號，分別為第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號。

步驟202：將第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一信號輸入端，得到第一測試輸出信號；

步驟203：將第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一信號輸入端，得到第二測試輸出信號；

將標(biāo)準(zhǔn)測試信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生的第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號分別輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，從模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸出端分別輸出兩路信號，也即，第一測試輸出信號和第二測試輸出信號，其中，第一測試輸出信號為第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號的輸出信號，第二測試輸出信號為第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號的輸出信號。

步驟204：采用下述公式(1)得到線性校準(zhǔn)系數(shù)a和b：

y＝ax+b (1)

其中，x為第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對應(yīng)的y為第一測試輸出信號，或者，x為第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對應(yīng)的y為第二測試輸出信號。

具體的，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性特性可以用上述公式(1)表示，分別將第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號及其對應(yīng)的第一測試輸出信號、第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號及其對應(yīng)的第二測試輸出信號帶入公式(1)中，便可得到一個二元一次方程組，求解該二元一次方程組便可求得線性校準(zhǔn)系數(shù)a和b，其中，a表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換通道的增益系數(shù)，b表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換通道的偏移量。

本發(fā)明實(shí)施例二提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，通過采用標(biāo)準(zhǔn)測試信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生了兩路標(biāo)準(zhǔn)測試信號，將這兩路標(biāo)準(zhǔn)測試信號分別輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，可相應(yīng)的得到兩路測試輸出信號，利用標(biāo)準(zhǔn)測試信號和測試輸出信號便可求出模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)。本實(shí)施例求出的線性校準(zhǔn)系數(shù)為后續(xù)對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電能信號進(jìn)行校正提供了必要條件，為解決模數(shù)轉(zhuǎn)換器帶來的增益和偏移誤差問題提供了可能。

進(jìn)一步的，在上述實(shí)施例二提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，上述步驟104，也即，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號，包括：

采用下述公式(2)得到校正后的數(shù)字電能信號x′：

x′＝(y′-b)/a (2)

其中，x′為校正后的數(shù)字電能信號，y′為校正前的數(shù)字電能信號。

具體的，由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)已通過公式(1)求出，所以，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸出的數(shù)字電能信號，也即，校正前的數(shù)字電能信號y′帶入上述公式(2)中，即可求出校正后的數(shù)字電能信號x′。

校正后的數(shù)字電能信號消除了模數(shù)轉(zhuǎn)換器因自身轉(zhuǎn)換通道的增益系數(shù)和偏移量帶來的誤差，準(zhǔn)確的反映了輔助電源系統(tǒng)的真實(shí)電能信號，為后續(xù)計(jì)算出精確的電能質(zhì)量參數(shù)奠定了基礎(chǔ)。

圖3為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法實(shí) 施例三的流程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例三是在上述實(shí)施例一或/和實(shí)施例二技術(shù)方案的基礎(chǔ)上對軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法的進(jìn)一步說明。如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例三提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，在采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)之前，還包括：

步驟301：對數(shù)字電能信號對應(yīng)的各采樣點(diǎn)按照電壓值的大小進(jìn)行排序；

本發(fā)明實(shí)施例將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電能信號對應(yīng)的各采樣點(diǎn)按照電壓值的大小進(jìn)行排序，具體的，可以按照電壓值從大到小或者從小到大的順序排序。若電能信號在模數(shù)轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換時受到干擾信號的干擾，致使數(shù)字電能信號發(fā)生畸變，使得到的數(shù)字電能信號電壓值突變的很大或很小，經(jīng)過排序后，發(fā)生畸變的數(shù)字電能信號電壓值會被排到該組采樣點(diǎn)的頭部或尾部，便于后續(xù)對發(fā)生畸變的數(shù)字電能信號電壓值進(jìn)行剔除。

步驟302：提取排序的采樣點(diǎn)中處于中間值附近的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)；

由上述可知，經(jīng)過排序后的數(shù)字電能信號電壓值，使得發(fā)生畸變的值排到了該組采樣點(diǎn)的頭部或尾部，所以，通過提取排序的采樣點(diǎn)中處于中間值附近的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)可以得到預(yù)設(shè)個數(shù)的正常轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電能信號，進(jìn)而得到精度較高的數(shù)字電能信號。

步驟303：采用乘法累加法對上述預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均處理，得到平均處理后的數(shù)字電能信號。

本發(fā)明實(shí)施例通過將每次得到的平均處理后的數(shù)字電能信號和未處理的采樣點(diǎn)值乘以一定的分配系數(shù)后可得到新的平均處理后的數(shù)字電能信號。假設(shè)預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)數(shù)為n，那么，通過公式(3)對上述n個采樣點(diǎn)進(jìn)行平均處理，便可獲得平均處理后的數(shù)字電能信號：

y″(k)＝(n-1)/n*y″(k-1)+1/n*y(k) (3)

其中1<k≤n，y″(1)＝y(tǒng)(1)。

其中，y″(k)是第k個采樣點(diǎn)平均處理后的數(shù)字電能信號，y″(k-1)是第k-1個采樣點(diǎn)平均處理后的數(shù)字電能信號，y(k)是采樣得到的第k個未處理的采樣點(diǎn)的數(shù)字電能信號。

本發(fā)明實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，通過對數(shù)字電能信號對應(yīng)的各采樣點(diǎn)按照電壓值的大小進(jìn)行排序，并提取排 序的采樣點(diǎn)中處于中間值附近的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)，最后采用乘法累加法對上述預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均處理，得到平均處理后的數(shù)字電能信號。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，通過采取中間值的提取算法有效的避免了瞬態(tài)誤差對模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程中的影響，提高了電能質(zhì)量檢測的精度。

相應(yīng)的，在上述實(shí)施例三提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，上述步驟104，也即，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，包括：

采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對上述平均處理后的數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)。

具體的，根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)a和b，采用下述公式(3)對平均處理后的數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后且經(jīng)過平均處理后的數(shù)字電能信號x″：

x″＝(y″-b)/a (3)

其中，x″為校正后且經(jīng)過平均處理后的數(shù)字電能信號，y″為校正前的但經(jīng)過平均處理后的數(shù)字電能信號。

本發(fā)明實(shí)施例得到的校正后且經(jīng)過平均處理后的數(shù)字電能信號，不僅消除了模數(shù)轉(zhuǎn)換器因自身轉(zhuǎn)換通道的增益系數(shù)和偏移量帶來的誤差，而且還避免了瞬時誤差對模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程中的影響，因此，利用校正后且經(jīng)過平均處理后的數(shù)字電能信號能夠得到精確的電能質(zhì)量參數(shù)，提高了電能質(zhì)量檢測的精度。

圖4為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置，包括：依次連接的采樣模塊401、信號處理模塊402、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊403、信號校正模塊404以及檢測處理模塊405。

采樣模塊401，用于從軌道交通車輛的輔助電源系統(tǒng)上采集獲取電能信號；

其中，電能信號包括電壓信號和/或電流信號。

信號處理模塊402，用于對電能信號進(jìn)行信號處理，得到信號處理后的電能信號；

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊403，用于對信號處理后的電能信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到 數(shù)字電能信號；

信號校正模塊404，用于采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性校準(zhǔn)系數(shù)，對數(shù)字電能信號進(jìn)行線性校準(zhǔn)，得到校正后的數(shù)字電能信號；

檢測處理模塊405，用于采用校正后的數(shù)字電能信號進(jìn)行電能質(zhì)量檢測。

本發(fā)明實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置，用于執(zhí)行圖1所示實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

圖5為本發(fā)明提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5中所示測試模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6中所示測試模塊對應(yīng)的實(shí)際電路圖。本發(fā)明實(shí)施例二是在上述實(shí)施例一技術(shù)方案的基礎(chǔ)上對軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置的進(jìn)一步說明。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置，還包括：與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊403連接的測試模塊501。

測試模塊501，用于采用標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性變換特性進(jìn)行測量。

具體的，如圖6和圖7所示，測試模塊501，包括：穩(wěn)壓源601以及分壓電路602。

穩(wěn)壓源601，用于產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓；

具體的，如圖7所示，本發(fā)明實(shí)施例采用的穩(wěn)壓源選用三端集成的穩(wěn)壓IC芯片TL431。TL431是一個具有良好熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)基準(zhǔn)源，由于TL431的內(nèi)部含有一個2.5V的基準(zhǔn)電壓，通過調(diào)整R1和R2的阻值，輸出電壓可在2.5V～36V之間任意設(shè)置，其中，輸出電壓V_out與V_ref之間的對應(yīng)關(guān)系通過公式(4)得到：

其中，V_ref為2.5V。

當(dāng)R1和R2的阻值確定時，兩者對V_out的分壓引入反饋，若V_out增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致V_out下降。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R1＝R2時，V_out等于5V。需要注意的是，在選擇電阻Rin時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA。

分壓電路602，用于對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行分壓，得到第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號，并將第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一信號輸入端，將第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一信號輸入端。

如圖7所示，利用分壓電路602中的分壓電阻R3、R4、R5和R6對輸出電壓V_out進(jìn)行分壓，進(jìn)而可得到第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref1和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref2，具體的，第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref1通過公式(5)得到，第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref2通過公式(6)得到。

第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref1和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref2的值以實(shí)際測量得到的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，將第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref1和第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號V_ref2分別輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的同一信號輸入端，從而可計(jì)算出模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換通道的增益系數(shù)和偏移量。

相應(yīng)的，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊403，具體用于：

對輸入的第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，得到第一測試輸出信號；

對輸入的第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，得到第二測試輸出信號；

信號校正模塊404，具體用于：

采用公式(1)得到線性校準(zhǔn)系數(shù)a和b：

y＝ax+b (1)

其中，x為第一標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對應(yīng)的y為第一測試輸出信號，或者，x為第二標(biāo)準(zhǔn)測試信號，對應(yīng)的y為第二測試輸出信號。

相應(yīng)的，信號校正模塊404，具體用于：

采用公式(2)得到校正后的數(shù)字電能信號x′：

x′＝(y′-b)/a (2)

其中，x′為校正后的數(shù)字電能信號，y′為校正前的數(shù)字電能信號。

進(jìn)一步的，在上述實(shí)施例一或/和實(shí)施例二提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置中，如圖5所示，軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置還包括：連接在模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊403和信號校正模塊404之間的采樣處理模塊502。

采樣處理模塊502，用于對數(shù)字電能信號的各采樣點(diǎn)按照電壓值的大小 進(jìn)行排序，提取排序的采樣點(diǎn)中處于中間值附近的預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)，采用乘法累加法對所述預(yù)設(shè)個數(shù)的采樣點(diǎn)進(jìn)行平均處理，得到平均處理后的數(shù)字電能信號。

本發(fā)明實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測裝置，用于執(zhí)行圖2和圖3所示實(shí)施例提供的軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測方法，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。