FTU录波压缩实践
在接地故障发生时，馈线终端（FTU）启动故障录波并上送是接地故障综合研判的基础。但因录波文件较大，致使上传不及时、不完整等情况频繁发生，直接影响到接地故障综合研判工作开展。对故障录波进行压缩处理势在必行。
经过解压缩器解码/重建后，解压数据和原始数据始终完全相同，那么这个压缩方案被称为可逆压缩，也称无损编码器。否则，它就是一个非可逆压缩，也称有损编码器。可逆压缩无疑是配网利用时序数据进行故障检测的必选方向。回归到控制系统原义，可逆压缩就是对能观能测系统的降秩处理。差分法、字典法是降秩处理的两个基础手段。
差分法：离散时间下对连续时间信号的准确采样和重建必然要遵循奈奎斯特采样定理，因此连续时间点的采样值必定波动有限（特别是采样频率较高的一次函数、三角函数信号）。所以对原始信号进行一阶差分或二阶差分能够有效降低数值位宽。
字典法：它通过创建一个字典列表，将原始数据序列中出现频率较多的数值用特殊代码表示，从而减小数据的大小。配网故障检测信号往往要求测量范围宽、精度高，按照“前四后八”录波周期来讲，数据重复性不强，往往需要利用差分处理先压缩数值位宽，人为造成数据的重复性，再利用字典法。
河南电科院对现有不同厂家录波文件的差异和问题进行了深入剖析，选择二阶差分压缩算法，制定出详细且明确的录波内容标准，涵盖录波通道、采样精度、一二次变比等关键要素。相较于其他类型的压缩算法，二阶差分压缩算法计算复杂度低，易于在嵌入式设备和边缘计算设备中实现，适在一二次融合终端改造中具有较高的工程可行性。2023年初首先接入配电云主站的故障指示器中开展应用，积累一年运行经验，拓展至FTU。
搭建测试环境。基于智慧物联仿真联调试验环境，设置接地故障模拟源，贯通“FTU-配电云主站-接地研判算法服务器”链路，模拟了真实故障发生时的录波文件上送环境。故障波形如图一所示，研判结果如图二所示。
图一：故障录波图
图二：测试研判结果图
录波文件压缩前后如图三所示。
图三：录波文件压缩前后效果图
目前对不同厂家的FTU录波文件进行了针对性测试，南京海兴、珠海博威智能、威思顿、积成电子等9家厂家完成录波压缩测试，有效将录波文件大小压缩至原来的30%以内，成功将录波文件上传时间从原有的10分钟以上缩短至5分钟以内。
下一步，河南电科院将持续深入探索新的算法和技术，不断优化压缩算法，提升配电自动化终端的接地故障选线能力，全面提升智慧电网运维能力和精益化管理水平。
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