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漏电检测方法及装置


技术摘要:
本发明公开一种漏电检测方法及装置,涉及漏电检测技术领域。该方法包括:采集属于一个电网周期内的采样序列,采样序列由包括位置值和采样值的N个采样数据组成;采用变址复制的方式处理采样序列中的每个采样数据,将采样数据中位置值中的原始编码值转换成倒码编码值,更  全部
背景技术:
漏电检测的应用场景多种多样,如电动汽车充电的过程中,对于交流充电桩通常 需考虑两种漏电情况:第一种,防止交流漏电对用户人身安全造成威胁;第二种,防止汽车 电池连接到主电源造成直流漏电,从而影响电网质量,甚至损害充电设备失。 现有的漏电检测方案有真有效值检测算法和FFT检测算法,对于真有效值检测算 法其存在不能准确识别漏电波形的缺陷,对于FFT检测算法其存在对硬件资源依赖较大,通 常需要结合DSP或支持浮点运算的MCU才能满足国标对于漏电检测性能的要求。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种漏电检测方法及装置,能够准确检测出漏电流有效 值。 为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一种漏电检测方法,包括: 采集属于一个电网周期内的采样序列,所述采样序列由包括位置值和采样值的N个采 样数据组成; 采用变址复制的方式处理所述采样序列中的每个所述采样数据,将所述采样数据中位 置值中的原始编码值转换成倒码编码值,更新采样序列及其中的采样数据; 基于更新后的所述采样序列,分别计算与每个所述采样数据对应的旋转因子; 将更新后的所述采样数据及相应的所述旋转因子作为输入,采用蝶形算法计算与所述 采样数据一一对应的漏电波形值; 根据所述漏电波形值漏电流值计算漏电流有效值,输出漏电检测结果。 优选地,采集属于一个电网周期内的采样序列的方法包括: 采集属于一个电网周期内的漏电流序列; 将采集的漏电流序列通过漏电流值与采样值的换算公式转换为采样序列,所述漏电流 序列由包括位置值和漏电流值的N个漏电流数据组成。 较佳地,采用变址复制的方式处理所述采样序列中的每个所述采样数据,将所述 采样数据中位置值中的原始编码值转换成倒码编码值,更新采样序列及其中的采样数据的 方法包括: 以第N个采样数据位置值对应原始编码值的二进制位数为基准,分别将所述采样序列 中的每个采样数据位置值中的原始编码值转换成与基准位数相同的二进制值; 将所述二进制值倒码变址复制,得到与所述原始编码值一一对应的N个倒码编码值,并 以倒码编码值的十进制值作为对应采样数据位置值的索引; 根据各所述采样数据位置值的索引匹配出与原始编码值对应位置值的采样值,更新采 样序列及其中的采样数据。 5 CN 111596228 A 说 明 书 2/9 页 进一步地,更新采样序列及其中的采样数据的方法包括: 基于采样数据位置值中倒码编码值与原始编码值的索引关系,匹配出每个位置值中倒 码编码值对应的采样值,以对各位置值所属的采样数据进行更新; 直至各所述采样数据更新完毕,实现对所述采样序列的更新。 优选地,采用蝶形算法计算与所述采样数据一一对应的漏电波形值的方法包括: S1,基于采样序列中采样数据的数量N,利用公式 计算蝶形算法的运算总级数 D,通过d表述第d级蝶形运算,所述 ; S2,将更新后采样序列中的N个采样数据按照位置值的编号两两分组,各分组中采样数 据所对应的位置间距值计为m,所述m=  ; S3,采用公式  对每个所述分组中的第 一个采样数据执行第d级蝶形运算,采用公式   对每个所述分组中的第二个采样数据执行第d级蝶形运算,其中,  , ; 所述公式  中,等式右边的 作为 该公式在第d级蝶形运算的输入,等式左边的  作为该公式在第d级蝶形运算的输出, 所述公式  中,等式右边的 作为该公式在第d级蝶形运算的输入,等式左边的 作为该公式在第d级蝶形运算 的输出,所述d的初始值为0,等式右边 的初始值为位置值为n的采样数据对应的采样 值; S4,判断d是否等于0,若是则将第d级蝶形运算的输出 和 取整,并将取 整结果作为下一级蝶形运算的输入,令d=d 1,重新执行步骤S2,若d大于0且d小于D-1,则将 第d级蝶形运算的输出 和  分别缩小10000倍后取整,并将取整结果作为下 一级蝶形运算的输入,令d=d 1,重新执行步骤S2,若d等于D-1,则直接将第d级蝶形运算的 输出 分别缩小10000倍后取整作为对应采样数据的漏电波形值; S5,汇总与所述采样序列中的N个采样数据一一对应的漏电波形值X。 较佳地,基于更新后的所述采样序列,分别计算与每个所述采样数据对应的旋转 因子的方法包括: 采用旋转因子 计算每个更新后的所述采样数据对 应的旋转因子; 其中, 表示位置值为 的采样数据所对应的旋转因子,所述 表示位置值 为  的采样数据所对应旋转因子的实部,  表示位置值为  的采样数据所对应旋 转因子的虚部。 进一步地,所述  和所述  的计算公式分别为: 6 CN 111596228 A 说 明 书 3/9 页 ; ; 所述 表示对计算结果的取整。 进一步地,根据所述漏电波形值漏电流值计算漏电流有效值的方法包括: 采用公式 计算漏电流有 效值;其中, 表示直流漏电波形值的实部值; 表示直流漏电波形值的虚部值;   表示k次谐波漏电波形值的实部值; 表示k次谐波漏电波形值的虚部值; K表示漏电流值与采样值的换算系数; 当漏电流有效值大于阈值时输出漏电检测结果为漏电,否则输出漏电检测结果为非漏 电。 与现有技术相比,本发明提供的漏电检测方法具有以下有益效果: 本发明提供的漏电检测方法中,首先需根据电网频率设置采样周期,以确保能够采集 到一个电网周期内完整的采样序列,该采样序列由包括位置值和采样值的N个采样数据,为 提高算法性能通过采用变址复制的方式处理采样序列中的各个采样数据,以将采样数据位 置值中的原始编码值转换成倒码编码值,实现对采样序列及其中采样数据的更新,然后基 于更新后的采样序列计算每个采样数据对应的旋转因子,并基于采样数据及相应的旋转因 子采用蝶形算法计算与各采样数据所对应的漏电波形值,最终基于上述漏电波形值漏电流 值计算得到漏电流有效值,输出漏电检测结果。 可见,本发明通过变址复制后采用蝶形算法计算采样数据对应的漏电波形值,能 够在提升算法性能的同时确保漏电流有效值结果的准确性。 本发明的第二方面提供一种漏电检测系统,应用于上述技术方案所述的漏电检测 系统方法中,所述系统包括: 数据采集单元,用于采集属于一个电网周期内的采样序列,所述采样序列由包括位置 值和采样值的N个采样数据组成; 数据处理单元,用于采用变址复制的方式处理所述采样序列中的每个所述采样数据, 将所述采样数据位置值中的原始编码值转换成倒码编码值,更新采样序列及其中的采样数 据; 旋转因子计算单元,用于基于更新后的所述采样序列,分别计算与每个所述采样数据 对应的旋转因子; 漏电波形计算单元,用于将更新后的所述采样数据及相应的旋转因子作为输入,采用 蝶形算法计算与所述采样数据一一对应的漏电波形值; 7 CN 111596228 A 说 明 书 4/9 页 结果输出单元,用于根据所述漏电波形值漏电流值计算漏电流有效值,输出漏电检测 结果。 与现有技术相比,本发明提供的漏电检测系统的有益效果与上述技术方案提供的 漏电检测方法的有益效果相同,在此不做赘述。 本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有 计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行上述漏电检测方法的步骤。 与现有技术相比,本发明提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述技术方案 提供的漏电检测方法的有益效果相同,在此不做赘述。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中: 图1为本发明实施例一中漏电检测方法的流程示意图; 图2为本发明实施例一中属于一个电网周期内的漏电流序列的示例图; 图3为本发明实施例一中蝶形运算的示例图; 图4为本发明实施例二中漏电检测系统的结构框图。
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