電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng)，所述方法包括：通過(guò)對(duì)虛數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列和實(shí)數(shù)向量濾波序列，分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，生成實(shí)數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波后段序列；依次對(duì)濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波前段序列、以及實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和虛數(shù)向量濾波后段序列進(jìn)行積分、求相位、相位差；將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波頻率。以所述基波頻率為參考頻率，進(jìn)行基波相位測(cè)量。實(shí)施本發(fā)明，可抑制虛數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列中的混頻干擾成分生成高精度的基波相位。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng) 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及電力【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測(cè)量、諧波測(cè)量、功率測(cè)量等在本質(zhì)上均為正弦參數(shù)的測(cè)量。傅里 葉變換等是實(shí)現(xiàn)正弦參數(shù)測(cè)量的基本方法，在電力系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用。但隨著正弦測(cè)量技 術(shù)的發(fā)展，傅里葉變換存在的問(wèn)題也越顯突出，難以進(jìn)一步滿(mǎn)足正弦參數(shù)高精度計(jì)算的要 求。
[0003] 電力系統(tǒng)功率計(jì)算首先是電壓電流幅值和相位的計(jì)算，而電壓電流幅值和相位的 計(jì)算又首先是頻率的計(jì)算，可認(rèn)為頻率測(cè)量是正弦參數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)。在電力系統(tǒng)頻率測(cè)量 方面，有形式各樣的頻率測(cè)量或計(jì)算方法，如零交法、基于濾波的算法、基于小波變換算法、 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法、基于DFT變換的頻率算法、基于相位差的頻率算法等。
[0004] 但是，電網(wǎng)運(yùn)行額定工頻為50Hz，屬于較低的頻率，以上所述的頻率測(cè)量方法對(duì)低 頻信號(hào)的頻率測(cè)量精度不高，且抗噪聲干擾性差，易導(dǎo)致基波相位的測(cè)量精度低、抗噪聲干 擾性差。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 基于此，有必要針對(duì)以上所述的頻率測(cè)量方法對(duì)低頻信號(hào)的頻率測(cè)量精度不高， 且抗噪聲干擾性差，易導(dǎo)致基波相位的測(cè)量精度低、抗噪聲干擾性差的問(wèn)題，提供一種電力 信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng)。
[0006] 一種電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0007] 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣獲得采樣數(shù)據(jù)序列；
[0008] 對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率進(jìn)行初測(cè)，獲得初步基波頻率，并以初步基波頻 率為參考頻率；
[0009] 將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量序列；
[0010] 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)數(shù)向量濾波序列；
[0011] 將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成虛數(shù)向量序列；
[0012] 對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列；
[0013] 分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，生成實(shí) 數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波后 段序列；
[0014] 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波前段序列和所述虛數(shù)向量濾波前段序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算， 生成前段序列實(shí)數(shù)積分值和前段序列虛數(shù)積分值；
[0015] 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所述前段序列虛數(shù)積分 值轉(zhuǎn)換為第一相位；
[0016] 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和所述虛數(shù)向量濾波后段序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算， 生成后段序列實(shí)數(shù)積分值和后段序列虛數(shù)積分值；
[0017] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值和所述后段序列虛數(shù) 積分值轉(zhuǎn)換為第二相位；
[0018] 將所述第二相位減去所述第一相位，生成相位差；
[0019] 根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的 基波頻率；
[0020] 以所述基波頻率為參考頻率，并獲取與所述基波頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)字濾波參數(shù)；
[0021] 將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量序列；
[0022] 以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成實(shí)數(shù)向量濾波序 列；
[0023] 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成實(shí)數(shù)向量積分值；
[0024] 將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，獲得虛數(shù)向量序列；
[0025] 以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序 列；
[0026] 對(duì)所述虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成虛數(shù)向量積分值；
[0027] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述實(shí)數(shù)向量積分值和所述虛數(shù)向量積分值轉(zhuǎn) 換為基波相位。
[0028] 一種電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，包括：
[0029] 采樣模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣獲得采 樣數(shù)據(jù)序列；
[0030] 初測(cè)模塊，用于對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率進(jìn)行初測(cè)，獲得初步基波頻率，并 以初步基波頻率為參考頻率；
[0031] 第一實(shí)數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相 乘，生成實(shí)數(shù)向量序列；
[0032] 第一實(shí)數(shù)向量濾波模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)數(shù)向量 濾波序列；
[0033] 第一虛數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相 乘，生成虛數(shù)向量序列；
[0034] 第一虛數(shù)向量濾波模塊，用于對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量 濾波序列；
[0035] 序列等分模塊，用于分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分 為兩段序列，生成實(shí)數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列 和虛數(shù)向量濾波后段序列；
[0036] 前段序列積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波前段序列和所述虛數(shù)向量濾波前段 序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成前段序列實(shí)數(shù)積分值和前段序列虛數(shù)積分值；
[0037] 第一相位模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所 述前段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第一相位；
[0038] 后段序列積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和所述虛數(shù)向量濾波后段 序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成后段序列實(shí)數(shù)積分值和后段序列虛數(shù)積分值；
[0039] 第二相位模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值 和所述后段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第二相位；
[0040] 相位差模塊，用于將所述第二相位減去所述第一相位，生成相位差；
[0041] 基波頻率模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn) 換為所述電力信號(hào)的基波頻率；
[0042] 參考頻率重置模塊，用于以所述基波頻率為參考頻率，并獲取與所述基波頻率對(duì) 應(yīng)的數(shù)字濾波參數(shù)；
[0043] 第二實(shí)數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相 乘，生成實(shí)數(shù)向量序列；
[0044] 第二實(shí)數(shù)向量濾波模塊，用于以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字 濾波，生成實(shí)數(shù)向量濾波序列；
[0045] 實(shí)數(shù)向量積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成實(shí)數(shù)向量 積分值；
[0046] 第二虛數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相 乘，獲得虛數(shù)向量序列；
[0047] 第二虛數(shù)向量濾波模塊，用于以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字 濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列；
[0048] 虛數(shù)向量積分模塊，用于對(duì)所述虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成虛數(shù)向量 積分值；
[0049] 基波相位模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述實(shí)數(shù)向量積分值和所 述虛數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為基波相位。
[0050] 上述電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法和系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)虛數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列 數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列和實(shí)數(shù)向量濾波序列，數(shù)字濾波可抑制虛數(shù)向量序列和 實(shí)數(shù)向量序列中的混頻干擾成分，得到高精度的虛數(shù)向量濾波序列和實(shí)數(shù)向量濾波序列， 分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，生成實(shí)數(shù)向量濾 波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波后段序列；依 次對(duì)濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波前段序列、以及實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和虛數(shù)向量濾波 后段序列進(jìn)行積分、求相位、相位差；將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的 基波頻率。分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，根據(jù) 兩段序列相位差生成高精度的基波頻率。以所述基波頻率為參考頻率，進(jìn)行基波相位測(cè)量， 可進(jìn)一步生成尚精度的基波幅值。 【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0051] 圖1是本發(fā)明電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法的流程示意圖；
[0052] 圖2是本發(fā)明電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053] 圖3是本發(fā)明電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)中基波相位相對(duì)誤差隨基波頻率變 化示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0054] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述。
[0055] 本發(fā)明中的步驟雖然用標(biāo)號(hào)進(jìn)行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非 明確說(shuō)明了步驟的次序或者某步驟的執(zhí)行需要其他步驟作為基礎(chǔ)，否則步驟的相對(duì)次序是 可以調(diào)整的。
[0056] 請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法的流程示意圖。
[0057] 本實(shí)施方式的所述電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，可包括以下步驟：
[0058] 步驟S101，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣獲得采樣數(shù) 據(jù)序列。
[0059] 步驟S102,對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率進(jìn)行初測(cè)，獲得初步基波頻率，并以初 步基波頻率為參考頻率。
[0060] 步驟S103,將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量 序列。
[0061] 步驟S104,對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)數(shù)向量濾波序列。
[0062] 步驟S105,將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成虛數(shù)向量 序列。
[0063] 步驟S106,對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列。
[0064] 步驟S107,分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序 列，生成實(shí)數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向 量濾波后段序列。
[0065] 步驟S108,對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波前段序列和所述虛數(shù)向量濾波前段序列分別進(jìn)行 積分運(yùn)算，生成前段序列實(shí)數(shù)積分值和前段序列虛數(shù)積分值。
[0066] 步驟S109,根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所述前段序 列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第一相位。
[0067] 步驟S110,對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和所述虛數(shù)向量濾波后段序列分別進(jìn)行 積分運(yùn)算，生成后段序列實(shí)數(shù)積分值和后段序列虛數(shù)積分值。
[0068] 步驟Slll，根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值和所述后 段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第二相位。
[0069] 步驟S112,將所述第二相位減去所述第一相位，生成相位差。
[0070] 步驟S113,根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述 電力信號(hào)的基波頻率。
[0071] 步驟Sl 14,以所述基波頻率為參考頻率，并獲取與所述基波頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)字濾波 參數(shù)。
[0072] 步驟S115,將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量 序列。
[0073] 步驟S116,以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成實(shí)數(shù)向 量濾波序列。
[0074] 步驟S117,對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成實(shí)數(shù)向量積分值。
[0075] 步驟S118,將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，獲得虛數(shù)向量 序列。
[0076] 步驟S119,以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向 量濾波序列。
[0077] 步驟S120,對(duì)所述虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成虛數(shù)向量積分值。
[0078] 步驟S121，根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述實(shí)數(shù)向量積分值和所述虛數(shù)向 量積分值轉(zhuǎn)換為基波相位。
[0079] 本實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)虛數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波 序列和實(shí)數(shù)向量濾波序列，數(shù)字濾波可抑制虛數(shù)向量序列和實(shí)數(shù)向量序列中的混頻干擾成 分，得到高精度的虛數(shù)向量濾波序列和實(shí)數(shù)向量濾波序列，分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列 和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，生成實(shí)數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后 段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波后段序列；依次對(duì)濾波前段序列和虛數(shù)向 量濾波前段序列、以及實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和虛數(shù)向量濾波后段序列進(jìn)行積分、求相位、 相位差；將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波頻率。分別將所述實(shí)數(shù) 向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，根據(jù)兩段序列相位差生成高精度 的基波頻率。以所述基波頻率為參考頻率，進(jìn)彳丁基波相位測(cè)量，可進(jìn)一步生成尚精度的基波 幅值。
[0080] 其中，對(duì)于步驟S101，所述電力信號(hào)包括正弦基波信號(hào)、正弦1/3諧波成分、正弦 1/2諧波成分、正弦2次諧波成分、正弦3次諧波成分、正弦4次諧波成分和正弦5次諧波成 分。優(yōu)選地可通過(guò)電網(wǎng)領(lǐng)域的采樣設(shè)備對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)序列。
[0081] 優(yōu)選地，可根據(jù)在額定頻率50Hz，采樣頻率遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)額定頻率的原則設(shè)置 預(yù)設(shè)數(shù)的采樣頻率。
[0082] 進(jìn)一步地，為了保證一定的頻率測(cè)量實(shí)時(shí)性，可取信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)度等于0. 25s。
[0083] 更進(jìn)一步地，電力系統(tǒng)額定頻率50Hz，為了提高性能，采樣頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于50Hz，優(yōu) 選地，設(shè)置采樣頻率等于f n= 5000Hz，采樣間隔表達(dá)為式（1):
【權(quán)利要求】
1. 一種電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟： 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣獲得采樣數(shù)據(jù)序列； 對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率進(jìn)行初測(cè)，獲得初步基波頻率，并以初步基波頻率為 參考頻率； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量序列； 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)數(shù)向量濾波序列； 將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成虛數(shù)向量序列； 對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列； 分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩段序列，生成實(shí)數(shù)向 量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛數(shù)向量濾波后段序 列； 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波前段序列和所述虛數(shù)向量濾波前段序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成 前段序列實(shí)數(shù)積分值和前段序列虛數(shù)積分值； 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所述前段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn) 換為第一相位； 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和所述虛數(shù)向量濾波后段序列分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成 后段序列實(shí)數(shù)積分值和后段序列虛數(shù)積分值； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值和所述后段序列虛數(shù)積分 值轉(zhuǎn)換為第二相位； 將所述第二相位減去所述第一相位，生成相位差； 根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波 頻率； 以所述基波頻率為參考頻率，并獲取與所述基波頻率對(duì)應(yīng)的數(shù)字濾波參數(shù)； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，生成實(shí)數(shù)向量序列； 以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成實(shí)數(shù)向量濾波序列； 對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成實(shí)數(shù)向量積分值； 將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘，獲得虛數(shù)向量序列； 以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波序列； 對(duì)所述虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成虛數(shù)向量積分值； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述實(shí)數(shù)向量積分值和所述虛數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為 基波相位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，其特征在于，所述電力信號(hào) 包括正弦基波信號(hào)、正弦1/3諧波成分、正弦1/2諧波成分、正弦2次諧波成分、正弦3次諧 波成分、正弦4次諧波成分和正弦5次諧波成分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)設(shè)的相 位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所述前段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第一相位的步 驟包括以下步驟： 將所述前段序列虛數(shù)積分值除以所述前段序列實(shí)數(shù)積分值，生成第一比值； 獲取所述第一比值的反余切函數(shù)值的相反數(shù)，生成所述第一相位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)設(shè) 的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值和所述后段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第二相位 的步驟包括以下步驟： 將所述后段序列虛數(shù)積分值除以所述后段序列實(shí)數(shù)積分值，生成第二比值； 獲取所述第二比值的反余切函數(shù)值的相反數(shù)，生成所述第二相位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量方法，其特征在于， 根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波頻率 的步驟包括以下步驟： 檢測(cè)所述虛數(shù)向量濾波序列或所述實(shí)數(shù)向量濾波序列的序列長(zhǎng)度； 獲取所述序列長(zhǎng)度與采樣間隔的乘積； 獲取所述相位差與所述乘積的比值的二倍，生成第一頻率，數(shù)量上等于所述采樣數(shù)據(jù) 序列的基波頻率與所述參考頻率的頻率差； 將所述第一頻率與所述參考頻率相加，生成所述電力信號(hào)的基波頻率。
6. -種電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 采樣模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣獲得采樣數(shù) 據(jù)序列； 初測(cè)模塊，用于對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率進(jìn)行初測(cè)，獲得初步基波頻率，并以初 步基波頻率為參考頻率； 第一實(shí)數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘， 生成實(shí)數(shù)向量序列； 第一實(shí)數(shù)向量濾波模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)數(shù)向量濾波 序列； 第一虛數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘， 生成虛數(shù)向量序列； 第一虛數(shù)向量濾波模塊，用于對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成虛數(shù)向量濾波 序列； 序列等分模塊，用于分別將所述實(shí)數(shù)向量濾波序列和所述虛數(shù)向量濾波序列等分為兩 段序列，生成實(shí)數(shù)向量濾波前段序列、實(shí)數(shù)向量濾波后段序列、虛數(shù)向量濾波前段序列和虛 數(shù)向量濾波后段序列； 前段序列積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波前段序列和所述虛數(shù)向量濾波前段序列 分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成前段序列實(shí)數(shù)積分值和前段序列虛數(shù)積分值； 第一相位模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述前段序列實(shí)數(shù)積分值與所述前 段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第一相位； 后段序列積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波后段序列和所述虛數(shù)向量濾波后段序列 分別進(jìn)行積分運(yùn)算，生成后段序列實(shí)數(shù)積分值和后段序列虛數(shù)積分值； 第二相位模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述后段序列實(shí)數(shù)積分值和所 述后段序列虛數(shù)積分值轉(zhuǎn)換為第二相位； 相位差模塊，用于將所述第二相位減去所述第一相位，生成相位差； 基波頻率模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述相位差和所述參考頻率轉(zhuǎn)換為 所述電力信號(hào)的基波頻率； 參考頻率重置模塊，用于以所述基波頻率為參考頻率，并獲取與所述基波頻率對(duì)應(yīng)的 數(shù)字濾波參數(shù)； 第二實(shí)數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘， 生成實(shí)數(shù)向量序列； 第二實(shí)數(shù)向量濾波模塊，用于以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述實(shí)數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，生成實(shí)數(shù)向量濾波序列； 實(shí)數(shù)向量積分模塊，用于對(duì)所述實(shí)數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成實(shí)數(shù)向量積分 值； 第二虛數(shù)向量序列模塊，用于將所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述采樣數(shù)據(jù)序列相乘， 獲得虛數(shù)向量序列； 第二虛數(shù)向量濾波模塊，用于以所述數(shù)字濾波參數(shù)對(duì)所述虛數(shù)向量序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，生成虛數(shù)向量濾波序列； 虛數(shù)向量積分模塊，用于對(duì)所述虛數(shù)向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成虛數(shù)向量積分 值； 基波相位模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述實(shí)數(shù)向量積分值和所述虛 數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為基波相位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述電力信號(hào) 包括正弦基波信號(hào)、正弦1/3諧波成分、正弦1/2諧波成分、正弦2次諧波成分、正弦3次諧 波成分、正弦4次諧波成分和正弦5次諧波成分中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一相位 模塊還用于將所述前段序列虛數(shù)積分值除以所述前段序列實(shí)數(shù)積分值，生成第一比值；獲 取所述第一比值的反余切函數(shù)值的相反數(shù)，生成所述第一相位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述第二相位 模塊還用于將所述后段序列虛數(shù)積分值除以所述后段序列實(shí)數(shù)積分值，生成第二比值；獲 取所述第二比值的反余切函數(shù)值的相反數(shù)，生成所述第二相位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項(xiàng)所述的電力信號(hào)的基波相位測(cè)量系統(tǒng)，其特征在 于，所述基波頻率模塊還包括序列長(zhǎng)度檢測(cè)模塊、乘積模塊、第一頻率模塊和相加模塊，其 中： 所述序列長(zhǎng)度檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述虛數(shù)向量濾波序列或所述實(shí)數(shù)向量濾波序列的 序列長(zhǎng)度； 所述乘積模塊用于獲取所述序列長(zhǎng)度與采樣間隔的乘積； 所述第一頻率模塊用于獲取所述相位差與所述乘積的比值的二倍，生成第一頻率，數(shù) 量上等于所述采樣數(shù)據(jù)序列的基波頻率與所述參考頻率的頻率差； 所述相加模塊用于將所述第一頻率與所述參考頻率相加，生成所述電力信號(hào)的基波頻 率。
【文檔編號(hào)】G01R25/00GK104459321SQ201410853937
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】李軍 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院