本發(fā)明涉及一種智能錄波分析儀，具體是涉及一種基于采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的錄波分析儀及其方法。

背景技術(shù)：

隨著新能源行業(yè)以及電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，直流輸電、大功率整流器、大功率逆變器被廣泛的應(yīng)用，并與電力系統(tǒng)存在直接或間接的交互，從而引起電網(wǎng)電壓畸變、使電網(wǎng)波形收到污染，供電質(zhì)量惡化，附加損失增加，電能傳輸能力下降，成為影響電能質(zhì)量的重要因數(shù)。

為此，國(guó)家制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如，GB/T 15543-2008電能質(zhì)量，三相電壓不平衡等，用于衡量新能源設(shè)備與電力系統(tǒng)公共接入點(diǎn)出的電能質(zhì)量是否滿足要求。所以，國(guó)家在大力推進(jìn)新能源行業(yè)發(fā)展同時(shí)，對(duì)電能質(zhì)量的要求更加嚴(yán)格，這樣從能保證整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本項(xiàng)目開發(fā)的便攜式智能錄波分析儀符合這一市場(chǎng)需求，其可以完成對(duì)新能源入網(wǎng)設(shè)備電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，并結(jié)合事先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)超標(biāo)的設(shè)備給出警示信號(hào)。

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)和錄波儀只相當(dāng)于可自行存儲(chǔ)的示波器，只能提供數(shù)據(jù)，不具備分析能力。而很對(duì)客戶并非技術(shù)專業(yè)出身，所以當(dāng)出現(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題或系統(tǒng)故障時(shí)，往往需要廠家安排專業(yè)人士才能排查相關(guān)問(wèn)題，增加維護(hù)成本。本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)和分析儀器，一方面可以提供數(shù)據(jù)給客戶，另一方面可以自行根據(jù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)故障數(shù)據(jù)具有智能分析能力，能夠診斷故障原因及故障類型。

龐大的數(shù)據(jù)需要較大的存儲(chǔ)介質(zhì)，這樣必然會(huì)增加系統(tǒng)成本。本項(xiàng)目產(chǎn)品利用壓縮解壓技術(shù)對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，節(jié)省存儲(chǔ)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的錄波分析儀

本發(fā)明的目的可以這樣實(shí)現(xiàn)，涉及一種基于采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的錄波分析儀，包括主控制器和上位機(jī)，所述主控制器分別與監(jiān)控裝置、接口驅(qū)動(dòng)電路和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊通信連接；

所述上位機(jī)分別與智能分析服務(wù)器、故障數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)庫(kù)、參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和報(bào)告生成模塊通信連接；其特征在于，所述主控制器還與采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)通信連接。

進(jìn)一步地，所述殼體的外部設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口和通訊接口；所述通訊接口的輸出端與數(shù)據(jù)采集接口的輸入端通信連接；所述數(shù)據(jù)采集接口的輸出端與主控制器的輸入端通信連接；所述主控制器的輸出端與所述上位機(jī)通信連接。

進(jìn)一步地，所述主控制器還與事件觸發(fā)模塊通信連接。

進(jìn)一步地，所述事件觸發(fā)模塊包括具有故障錄波功能的模塊。

進(jìn)一步地，所述采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)是對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存、解壓調(diào)用的方式。

進(jìn)一步地，所述智能分析服務(wù)器用于對(duì)數(shù)據(jù)的分析，還包括對(duì)電能質(zhì)量、故障診斷等功能的分析。

進(jìn)一步地，所述故障數(shù)據(jù)庫(kù)用于對(duì)故障原因、故障類型進(jìn)行分析判斷。

進(jìn)一步地，所述通訊接口用于連接以太網(wǎng)、USB接口，還可與wifi連接。

進(jìn)一步地，所述基于事件觸發(fā)模塊的智能錄波分析儀的使用步驟如下：

步驟（1）：通訊接口將被監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行參數(shù)采集和配置，并將信息傳輸給數(shù)據(jù)采集接口；

步驟（2）：數(shù)據(jù)采集接口將接收到的信息傳輸給主控制器；

步驟（3）：壓縮存儲(chǔ)裝置將龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，并通過(guò)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)；根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)事件觸發(fā)模塊分配設(shè)置指令，更智能化，生成時(shí)間/故障數(shù)據(jù)記錄；

步驟（4）：主控制器的輸出端將時(shí)間/故障數(shù)據(jù)記錄傳輸給上位機(jī)，進(jìn)行人工智能分析；調(diào)動(dòng)參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、故障數(shù)據(jù)庫(kù)和經(jīng)驗(yàn)庫(kù)對(duì)故障進(jìn)行分析、定位，并更新經(jīng)驗(yàn)庫(kù)；

步驟（5）：通過(guò)報(bào)告生成模塊將接收到的數(shù)據(jù)生成分析報(bào)告。

有益效果：（1）更快、更準(zhǔn)的采集數(shù)據(jù)；（2）對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存，解壓調(diào)用的方式，從而減小對(duì)存儲(chǔ)空間的需求，可降低系統(tǒng)成本；（3）可以提供數(shù)據(jù)給客戶；（4）可以自行根據(jù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)故障數(shù)據(jù)具有智能分析能力，能夠診斷故障原因及故障類型；（5）體積小、功能豐富及高采樣率的特點(diǎn)，方便攜帶。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的方法步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

一種基于采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的錄波分析儀，包括主控制器和上位機(jī)，所述主控制器分別與監(jiān)控裝置、接口驅(qū)動(dòng)電路和電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊通信連接；

所述上位機(jī)分別與智能分析服務(wù)器、故障數(shù)據(jù)庫(kù)、經(jīng)驗(yàn)庫(kù)、參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和報(bào)告生成模塊通信連接；其特征在于，所述主控制器還與采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)通信連接；所述主控制器還與事件觸發(fā)模塊通信連接；所述事件觸發(fā)模塊包括具有故障錄波功能的模塊。

所述殼體的外部設(shè)有數(shù)據(jù)采集接口和通訊接口；所述通訊接口的輸出端與數(shù)據(jù)采集接口的輸入端通信連接；所述數(shù)據(jù)采集接口的輸出端與主控制器的輸入端通信連接；所述主控制器的輸出端與所述上位機(jī)通信連接。

所述采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)是對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存、解壓調(diào)用的方式。所述智能分析服務(wù)器用于對(duì)數(shù)據(jù)的分析，還包括對(duì)電能質(zhì)量、故障診斷等功能的分析。

所述故障數(shù)據(jù)庫(kù)用于對(duì)故障原因、故障類型進(jìn)行分析判斷。

所述通訊接口用于連接以太網(wǎng)、USB接口，還可與wifi連接。

所述基于事件觸發(fā)模塊的智能錄波分析儀的使用步驟如下：

步驟（1）：通訊接口將被監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行參數(shù)采集和配置，并將信息傳輸給數(shù)據(jù)采集接口；

步驟（2）：數(shù)據(jù)采集接口將接收到的信息傳輸給主控制器；

步驟（3）：壓縮存儲(chǔ)裝置將龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，并通過(guò)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)；根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)通過(guò)事件觸發(fā)模塊分配設(shè)置指令，更智能化，生成時(shí)間/故障數(shù)據(jù)記錄；

步驟（4）：主控制器的輸出端將時(shí)間/故障數(shù)據(jù)記錄傳輸給上位機(jī)，進(jìn)行人工智能分析；調(diào)動(dòng)參數(shù)配置模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、故障數(shù)據(jù)庫(kù)和經(jīng)驗(yàn)庫(kù)對(duì)故障進(jìn)行分析、定位，并更新經(jīng)驗(yàn)庫(kù)；

步驟（5）：通過(guò)報(bào)告生成模塊將接收到的數(shù)據(jù)生成分析報(bào)告。

其中，被監(jiān)測(cè)對(duì)象主要針對(duì)新能源系統(tǒng)入網(wǎng)設(shè)備，例如光伏并網(wǎng)逆變器。常規(guī)錄波分析儀為固定式，主要用于高壓系統(tǒng)，由于高壓隔離技術(shù)較為復(fù)雜，從而增加了系統(tǒng)成本。本項(xiàng)目產(chǎn)品把監(jiān)測(cè)對(duì)象放在主要應(yīng)用于高壓系統(tǒng)低壓電力接口，例如315V、400V等電壓等級(jí)，該監(jiān)控對(duì)象變化有利于減小產(chǎn)品的體積和成本，并且低壓測(cè)量是的產(chǎn)品具有更好的穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)采集接口是未來(lái)實(shí)現(xiàn)入網(wǎng)設(shè)備的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)以及故障數(shù)據(jù)的記錄，需要對(duì)入網(wǎng)接口電壓和電流進(jìn)行采樣，為了濾除采樣信號(hào)高頗干擾，采樣接口需要增加相應(yīng)的調(diào)理電路。為了提高產(chǎn)品兼容性以及測(cè)量精度，采樣接口需要具備高采樣率、高采樣精度、多采樣通道，通道靈活配置等特點(diǎn)。該特點(diǎn)要求將影響采樣芯片、數(shù)字控制器的選型和設(shè)計(jì)。

主控制器為本項(xiàng)目智能分析儀的控制核心，常用設(shè)計(jì)為DSP+FPGA設(shè)計(jì)方案。FPGA用于處理底層信號(hào)，如采樣數(shù)據(jù)處理、采樣邏輯控制。DSP主要負(fù)責(zé)核心控制算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn)，并完成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析、記錄、通訊等?？刂破骺捎锌蛻暨M(jìn)行設(shè)置監(jiān)測(cè)模式。由于不同國(guó)家、不同區(qū)域關(guān)于入網(wǎng)設(shè)備的電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不同，所以產(chǎn)品支持客戶自定義輸入監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。主控制器的事件觸發(fā)模塊給客戶提供了更靈活的自定義空間。例如，客戶可以設(shè)置當(dāng)監(jiān)測(cè)電壓低于額定電壓90%時(shí)觸發(fā)儀器故障錄波功能，這樣可以避免設(shè)備不斷地記錄更新數(shù)據(jù)，節(jié)省儀器的存儲(chǔ)空間。為了實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)，主控制器需要完成FFT、濾波算法以及諧波分析法的運(yùn)算，這樣可以提取出監(jiān)測(cè)電壓和電流幅值、頻率、相位、諧波等信息，從而后續(xù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，故障判斷及數(shù)據(jù)記錄，以及數(shù)據(jù)分析。

智能分析儀器離不開功能完善的上位機(jī)分析軟件，其為客戶提供了與分析儀器的交互接口。該軟件配置智能化分析模塊，建立了完善的故障分析數(shù)據(jù)庫(kù)。首先，分析儀通過(guò)通訊接口將實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)或故障記錄數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)；其次，軟件根據(jù)事先設(shè)置的分析模式對(duì)數(shù)據(jù)分析，可完成電能質(zhì)量分析，故障診斷等功能。當(dāng)軟件被設(shè)置成故障診斷時(shí)，器利用自身的故障數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行計(jì)算分析，并對(duì)故障原因、故障類型進(jìn)行判斷，最終直接生成分析報(bào)告。另外，該軟件可以對(duì)歷史故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，客戶或相關(guān)設(shè)備開發(fā)商根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改善。

以太網(wǎng)、USB通信方式的使用，不但可有效的解決傳統(tǒng)故障錄波裝置數(shù)據(jù)通信方式單一的缺陷，還提高了數(shù)據(jù)的傳輸能力。其中，以太網(wǎng)的使用還使故障錄波裝置具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳能力，便于調(diào)度中心對(duì)裝置的監(jiān)測(cè)與操控。對(duì)于工業(yè)使用，項(xiàng)目分析儀預(yù)留RS485通訊接口，用于與特殊設(shè)備之間的通訊。另外，設(shè)備配置WIFE通訊模塊，用于手機(jī)連接，從手機(jī)App中便可以實(shí)時(shí)查看分析器采集數(shù)據(jù)以及分析的結(jié)果，使得設(shè)備更加智能化。

總而言之，本發(fā)明基于采樣數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)可更快、更準(zhǔn)的采集數(shù)據(jù)；對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存，解壓調(diào)用的方式，從而減小對(duì)存儲(chǔ)空間的需求，可降低系統(tǒng)成本；可以提供數(shù)據(jù)給客戶；可以自行根據(jù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)故障數(shù)據(jù)具有智能分析能力，能夠診斷故障原因及故障類型；體積小、功能豐富及高采樣率的特點(diǎn)，方便攜帶。