本發(fā)明涉及電磁測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種降采樣頻率的電網(wǎng)諧波測量方法。

背景技術(shù)：

由于電力電子裝置及各種其它非線性負(fù)荷的存在，在電力系統(tǒng)中不可避免的存在諧波。這些諧波會(huì)增加電網(wǎng)的損耗，產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，降低異步電機(jī)的效率，影響繼電保護(hù)裝置等設(shè)備的正常工作。諧波對整個(gè)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行帶來不利的影響。電力系統(tǒng)諧波是衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因此對電網(wǎng)中諧波的準(zhǔn)確測量是非常有必要的。

基于傅里葉變換的諧波測量方法是目前最主要的諧波測量方法。該方法對電網(wǎng)信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并對采樣所得數(shù)字信號進(jìn)行快速傅里葉變換，從而得到原信號的頻譜。然而基于傅里葉變換的諧波測量方法為了防止頻域混疊，需滿足nyquist采樣定理，即采樣頻率需高于被測信號中最高頻率的兩倍。故當(dāng)需要測量電網(wǎng)信號中的高頻諧波時(shí)，往往需要很高的采樣頻率，這增加了測量系統(tǒng)的硬件開銷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明提供了一種降采樣頻率的電網(wǎng)諧波測量方法，旨在解決現(xiàn)有高頻諧波測量方法采樣頻率較高導(dǎo)致測量系統(tǒng)硬件開銷大的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種降采樣頻率的電網(wǎng)諧波測量方法，包括如下步驟：

s1根據(jù)第一采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第一頻譜，根據(jù)第二采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第二頻譜，根據(jù)第三采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新第三頻譜，根據(jù)第四采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第四頻譜；

s2根據(jù)第r次更新的第一頻譜與第r次更新的第二頻譜判斷第r次更新的第一頻譜中是否存在頻譜不沖突的分量，若是，對第r次更新的第一頻譜中頻譜不沖突的分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)處理，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；進(jìn)入步驟s4，否則，進(jìn)入步驟s3；

s3根據(jù)第r次更新的第三頻譜與第r次更新的第四頻譜獲得第r次更新的第三頻譜中頻譜不沖突的分量，對第r次更新的第三頻譜中頻譜不沖突的分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)處理，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；并進(jìn)入步驟s4；

s4根據(jù)電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量、第r次更新的第一頻譜、第r次更新的第二頻譜、第r次更新的第三頻譜以及第r次更新的第四頻譜獲得第r+1次更新的第一頻譜、第r+1次更新的第二頻譜、第r+1次更新的第三頻譜以及第r+1次更新的第四頻譜；

s5判斷第r+1次更新的第一頻譜中各分量的幅值是否均為零，若是，則輸出電網(wǎng)信號，否則，進(jìn)入步驟s6；

s6令r＝r+1，f＝f+1，判斷更新次數(shù)r是否大于預(yù)設(shè)的最大更新次數(shù)r，若是，輸出當(dāng)前已重構(gòu)的電網(wǎng)信號和第r次更新的第一頻譜；否則進(jìn)入步驟s2；

其中，r的初始值為1，第一采樣數(shù)據(jù)和第二采樣數(shù)據(jù)均為以第一采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得，且第二采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻滯后第一采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻τ個(gè)采樣周期；第三采樣數(shù)據(jù)和第四采樣數(shù)據(jù)均為以第二采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得，且第四采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻滯后第三采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻τ個(gè)采樣周期；第一采樣頻率為fs/q1，第二采樣頻率為fs/q2，fs為大于電網(wǎng)信號頻率兩倍的頻率，q1為第一降采樣因子，q2為第二降采樣因子，且第一降采樣因子與第二降采樣因子互質(zhì)。

進(jìn)一步地，步驟s2包括如下步驟：

s21比較第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量的幅值與第r次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量的幅值是否相等，若是，則第r次更新的第一頻譜中存在頻譜不沖突的分量，并根據(jù)第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量，進(jìn)入步驟s4；否則，進(jìn)入步驟s22；

s22判斷第一頻譜分量次序m是否大于第一頻譜分量總數(shù)m，若是，則第r次更新的第一頻譜中不存在頻譜不沖突的分量，并進(jìn)入步驟s3；否則，令m＝m+1,n＝n+1，并進(jìn)入s21；

其中，m為第一頻譜分量次序，m為第一頻譜分量總數(shù)，n為第二頻譜分量次序，n為第二頻譜分量總數(shù)，第一頻譜分量次序n的初始值和第二頻譜分量次序m初始值均為1，第一頻譜分量總數(shù)m與第二頻譜分量總數(shù)n相等，且1≤m≤m，1≤n≤n。

進(jìn)一步地，步驟s3包括如下步驟：

s31比較第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量的幅值與第r次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量的幅值是否相等，若是，則第r次更新的第三頻譜中存在頻譜不沖突的分量，并根據(jù)第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；否則，進(jìn)入步驟s32；

s32令s＝s+1，t＝t+1，并進(jìn)入s31；

其中，s為第三頻譜分量次序，s為第三頻譜分量總數(shù)，t為第四頻譜分量次序，t為第四頻譜分量總數(shù)，第三頻譜分量次序s的初始值和第四頻譜分量次序t初始值均為1，第三頻譜分量總數(shù)s與第四頻譜分量總數(shù)t相等，且1≤s≤s，1≤t≤t。

進(jìn)一步地，當(dāng)步驟s2中第一頻譜中第c個(gè)分量的頻譜不沖突時(shí)，根據(jù)公式獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；其中，為第r次更新的第一頻譜中第c個(gè)分量的幅值，為第r次更新的第一頻譜中第c個(gè)分量的相位與第r次更新的第二頻譜中第d個(gè)分量的相位的差值，且c與d的數(shù)值相等，1≤c≤m，w為電網(wǎng)信號的頻率分量的總數(shù)。

進(jìn)一步地，設(shè)所述步驟s3中第三頻譜中第a個(gè)分量的頻譜不沖突，則根據(jù)公式獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；其中，為第r次更新的第三頻譜中第a個(gè)分量的幅值，為第r次更新的第三頻譜中第a個(gè)分量的相位與第r次更新的第四頻譜中第b個(gè)分量的相位的差值，a與b的數(shù)值相等，1≤a≤s，w為電網(wǎng)信號的頻率分量的總數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟s4根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量，其中，為第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量，xf為電網(wǎng)信號中第f個(gè)分量，m＝mod(f,w/q1)。

進(jìn)一步地，步驟s4根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量，其中，為第r次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量，xf為電網(wǎng)信號中第f個(gè)分量，n＝mod(f,w/q1)。

進(jìn)一步地，步驟s4根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量，其中，為第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量，xf為電網(wǎng)信號中第f個(gè)分量，s＝mod(f,w/q2)。

進(jìn)一步地，步驟s4根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量，其中，為第r次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量，xf為電網(wǎng)信號中第f個(gè)分量，t＝mod(f,w/q2)。

通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得以下有益效果。

本發(fā)明提供了一種降采樣頻率的電網(wǎng)諧波測量方法。該方法通過對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得第一頻譜，第二頻譜，第三頻譜以及第四頻譜，通過對第一頻譜和第二頻譜或第三頻譜和第四頻譜進(jìn)行頻譜沖突檢測，利用未發(fā)生頻譜沖突的分量重構(gòu)原輸入信號，并更新第一頻譜至第四頻譜。第一降采樣因子與第二降采樣因子互質(zhì)，使得第一頻譜和第二頻譜發(fā)生頻譜沖突的分量不會(huì)與第三頻譜和第四頻譜發(fā)生頻譜沖突的分量相同，故可通過循環(huán)迭代的方法消除頻譜沖突，如此循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)重構(gòu)原電網(wǎng)信號。且由于第一采樣頻率和第二采樣頻率均低于電網(wǎng)信號最高頻率的兩倍，故突破了采樣定理的限制，有效降低諧波測量系統(tǒng)所需采樣頻率，尤其適合對高頻諧波的檢測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法的第一實(shí)施例的流程圖，本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法的第一實(shí)施例包括如下步驟：

s1以第一采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得第一采樣數(shù)據(jù)，以第一采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得第二采樣數(shù)據(jù)，且第二采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻滯后第一采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻τ個(gè)采樣周期。以第二采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得第三采樣數(shù)據(jù)，以第二采樣頻率對電網(wǎng)信號進(jìn)行采樣獲得第四采樣數(shù)據(jù)，且第四采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻滯后第三采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻τ個(gè)采樣周期。

其中，第一采樣頻率為fs/q1，第二采樣頻率為fs/q2，fs為大于電網(wǎng)信號最高頻率兩倍的頻率，q1為第一降采樣因子，q2為第二降采樣因子，且第一降采樣因子與第二降采樣因子互質(zhì)，即它們的最大公約數(shù)為1。且q1>τ≥1，q2>τ≥1。

可知fs滿足nyquist采樣定理要求。若以采樣頻率fs對電網(wǎng)信號在設(shè)定時(shí)間窗內(nèi)進(jìn)行整周期采樣，采樣所得數(shù)據(jù)長度為w，對其進(jìn)行傅里葉變換后，其頻譜長度也為w。由于本發(fā)明使用降采樣因子對原信號進(jìn)行了降采樣處理，故降采樣后第一采樣數(shù)據(jù)和第二采樣數(shù)據(jù)的長度為w/q1，第三采樣數(shù)據(jù)和第四采樣數(shù)據(jù)的長度為w/q2。

根據(jù)第一采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第一頻譜，根據(jù)第二采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第二頻譜，根據(jù)第三采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新第三頻譜，根據(jù)第四采樣數(shù)據(jù)獲得第r次更新的第四頻譜。其中，r的初始值為1，1≤r≤r，r為預(yù)設(shè)的最大更新次數(shù)。

s2根據(jù)第r次更新的第一頻譜與第r次更新的第二頻譜判斷第r次更新的第一頻譜中是否存在頻譜不沖突的分量，若是，對第r次更新的第一頻譜中頻譜不沖突的分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)處理，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；進(jìn)入步驟s4，否則，進(jìn)入步驟s3；

s3根據(jù)第r次更新的第三頻譜與第r次更新的第四頻譜獲得第r次更新的第三頻譜中頻譜不沖突的分量，對第r次更新的第三頻譜中頻譜不沖突的分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)處理，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；并進(jìn)入步驟s4；

s4根據(jù)電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量、第r次更新的第一頻譜、第r次更新的第二頻譜、第r次更新的第三頻譜以及第r次更新的第四頻譜獲得第r+1次更新的第一頻譜、第r+1次更新的第二頻譜、第r+1次更新的第三頻譜以及第r+1次更新的第四頻譜；

s5判斷第r+1次更新的第一頻譜中各分量的幅值是否均為零，若是，則輸出電網(wǎng)信號，否則，進(jìn)入步驟s6；

s6令r＝r+1，f＝f+1，判斷更新次數(shù)r是否大于最大更新次數(shù)r，若是，輸出電網(wǎng)信號和第r次更新的第一頻譜，否則進(jìn)入步驟s2。

本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法，對信號進(jìn)行降采樣后，信號頻譜將發(fā)生混疊。若以抽樣因子q對原長為w′的原始序列進(jìn)行降采樣，則降采樣后，新序列頻譜為：

其中，xk表示降采樣后獲得的新頻譜的第k個(gè)分量，x0k+jw′/q表示原信號頻譜序列第k+jw′/q個(gè)分量，k表示新頻譜中分量次序，1≤k≤w′/q，w′為原始序列的長度，q為抽樣因子，0≤j≤q-1。降采樣過程可以看成是一個(gè)分筐映射過程，新頻譜的每一個(gè)頻率分量xk可看作是一個(gè)“筐”，原信號間隔為w′/q的所有頻率分量將映射到同一個(gè)筐中，其中，當(dāng)k＝mod(f′，w′/q)時(shí)，原始序列中第f′個(gè)分量x0f′將映射到新頻譜中第k個(gè)頻率分量xk處，且f′為x0f′在原信號頻譜中的位置，w′為原始信號序列長度，1≤f′≤w′。

如原序列長度為w′＝6，且在f′＝1，2，4處有非零頻率分量。若以抽樣因子q＝2對該信號進(jìn)行降采樣，則原非零頻率分量將分別映射到k＝1,2,1處。當(dāng)某個(gè)非零筐中含有多個(gè)原信號頻率分量時(shí)，則認(rèn)為該筐發(fā)生頻譜沖突，當(dāng)非零筐中只含有1個(gè)原信號頻率分量時(shí)，則認(rèn)為該筐不發(fā)生頻譜沖突。

根據(jù)快速傅里葉變換的有關(guān)知識，對輸入信號進(jìn)行循環(huán)時(shí)移，其頻譜幅值不變，相位發(fā)生旋轉(zhuǎn)。對原長為w′的原始序列，原頻譜為x0f′，先在時(shí)域?qū)⑵淝唉印潼c(diǎn)移至序列末尾，再對其做快速傅里葉變換，則其新頻譜在第f′個(gè)分量的幅值xf′可根據(jù)如下公式獲得：

xf′＝x0f′e^{j2πf′τ′/w′}

當(dāng)降采樣后非零筐中只包含一個(gè)頻率分量時(shí)，對輸入信號做循環(huán)時(shí)移后，筐中頻率分量的幅值不變，相位旋轉(zhuǎn)。當(dāng)降采樣后非零筐中包含多個(gè)頻率分量時(shí)，由于框中每個(gè)頻率分量相位旋轉(zhuǎn)角度不同，故筐中各頻率分量相加后，其總的幅值發(fā)生改變。因此可以通過筐的幅值檢驗(yàn)該筐是否發(fā)生了頻譜沖突。

對于任意兩個(gè)小于w′且不相等的數(shù)f1、f2，假設(shè)有f1≠mod(f2，w′/q1)。若f1＝mod(f2，w′/q1)＝mod(f2，w′/q2)，即f1等于f2對w′/q1和w′/q2的最小公倍數(shù)取模。又因?yàn)閝1、q2互為質(zhì)數(shù)，故w′/q1和w′/q2的最小公倍數(shù)為w′，即f1＝mod(f2，w′/q1)，這與前提所設(shè)條件矛盾。因此若f1＝mod(f2，w′/q1)，則f1≠mod(f2，w′/q2)。因此如果使用兩組抽樣因子互質(zhì)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對原信號進(jìn)降采樣，則兩組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集到的信號不會(huì)發(fā)生相同的沖突。

如原始序列長度為w′＝6，在f′＝1,2,4處有非零頻率分量。當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊抽樣因子q＝2時(shí)，x01和x04發(fā)生沖突，x02不沖突；當(dāng)q＝3時(shí)，x01和x04發(fā)生沖突，x01不沖突。

由于第一降采樣因子和第二降采樣因子互質(zhì)，故第一頻譜和第二頻譜發(fā)生的頻譜沖突的分量不會(huì)與第三頻譜和第四頻譜發(fā)生的頻譜沖突分量相同。所以可通過循環(huán)迭代的方法消除頻譜沖突，從而實(shí)現(xiàn)對原信號頻譜的重構(gòu)。本發(fā)明中第一采樣頻率和第二采樣頻率均小于奈奎斯特采樣定理要求的采樣頻率，故可以利用較低的采樣率實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)信號中高頻諧波的測量，且不增加硬件設(shè)備的要求。

本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法的第二實(shí)施例，包括如下步驟：

步驟s1與第一實(shí)施例中步驟s1相同。

步驟s2根據(jù)子步驟s21和子步驟s22實(shí)現(xiàn)。

s21比較第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量的幅值與第r次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量的幅值是否相等，若是，則第r次更新的第一頻譜中存在頻譜不沖突的分量，并根據(jù)第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量，進(jìn)入步驟s4；否則，進(jìn)入步驟s22；

s22判斷第一頻譜分量次序m是否大于第一頻譜分量總數(shù)m，若是，則第r次更新的第一頻譜中不存在頻譜不沖突的分量，并進(jìn)入步驟s3；否則，令m＝m+1,n＝n+1，并進(jìn)入s21；

其中，m為第一頻譜分量次序，m為第一頻譜分量總數(shù)，n為第二頻譜分量次序，n為第二頻譜分量總數(shù)，第一頻譜分量次序n和第二頻譜分量次序m初始值均為1，第一頻譜分量總數(shù)m與第二頻譜分量總數(shù)n相等，且1≤m≤m，1≤n≤n，w＝m·q1，w為電網(wǎng)信號的頻率分量的總數(shù)。

當(dāng)步驟s21中第一頻譜中第c個(gè)分量的頻譜不沖突時(shí)，根據(jù)公式獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；其中，為第r次更新的第一頻譜中第c個(gè)分量的幅值，為第r次更新的第一頻譜中第c個(gè)分量的相位與第r次更新的第二頻譜中第d個(gè)分量的相位的差值，且c與d的數(shù)值相等，1≤c≤m，τ為第二采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻滯后第一采樣數(shù)據(jù)的采樣起始時(shí)刻的采樣周期數(shù)量，w為電網(wǎng)信號的頻率分量的總數(shù)。

s22判斷第一頻譜分量次序n是否大于第一頻譜分量總數(shù)n，若是，則第r次更新的第一頻譜中不存在頻譜不沖突的分量，并進(jìn)入步驟s3；否則，令m＝m+1,n＝n+1，并進(jìn)入s21；

其中，m為第二頻譜分量次序，m為第二頻譜分量總數(shù)，1≤m≤m，1≤n≤n。

步驟s3根據(jù)子步驟s31和子步驟s32實(shí)現(xiàn)。

s31比較第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量的幅值與第r次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量的幅值是否相等，若是，則第r次更新的第三頻譜中存在頻譜不沖突的分量，并根據(jù)第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量進(jìn)行頻譜重構(gòu)，獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；否則，進(jìn)入步驟s32；

s32令s＝s+1，t＝t+1，并進(jìn)入s31；

其中，s為第三頻譜分量次序，s為第三頻譜分量總數(shù)，t為第四頻譜分量次序，t為第四頻譜分量總數(shù)，第三頻譜分量次序s和第四頻譜分量次序t初始值均為1，第三頻譜分量總數(shù)s與第四頻譜分量總數(shù)t相等，且1≤s≤s，1≤t≤t，w＝s·q2。

設(shè)步驟s31中第三頻譜中第a個(gè)分量的頻譜不沖突，則根據(jù)公式獲得電網(wǎng)信號的第f個(gè)分量；其中，為第r次更新的第三頻譜中第a個(gè)分量的幅值，為第r次更新的第三頻譜中第a個(gè)分量的相位與第r次更新的第四頻譜中第b個(gè)分量的相位的差值，a與b的數(shù)值相等，1≤a≤s，w為電網(wǎng)信號的頻率分量的總數(shù)。

s4當(dāng)m＝mod(f,w/q1)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量，其中，為第r次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量，xf為電網(wǎng)信號中第f個(gè)分量；

當(dāng)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第一頻譜中第m個(gè)分量。

當(dāng)n＝mod(f,w/q1)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量，其中，為第r次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量；

當(dāng)n≠mod(f,w/q1)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第二頻譜中第n個(gè)分量。

當(dāng)s＝mod(f,w/q2)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量，其中，為第r次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量；

當(dāng)s≠mod(f,w/q2)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第三頻譜中第s個(gè)分量。

當(dāng)t＝mod(f,w/q2)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量，其中，為第r次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量；

當(dāng)t≠mod(f,w/q2)時(shí)，根據(jù)公式獲得第r+1次更新的第四頻譜中第t個(gè)分量。

s5判斷第r+1次更新的第一頻譜中各分量的幅值是否均為零，若是，則輸出電網(wǎng)信號；否則，進(jìn)入步驟s6。

s6令r＝r+1，f＝f+1，判斷更新次數(shù)r是否大于預(yù)設(shè)最大的更新次數(shù)r，若是，輸出當(dāng)前已重構(gòu)的電網(wǎng)信號和第r次更新的第一頻譜；否則，進(jìn)入步驟s2。

首先對第一頻譜和第二頻譜進(jìn)行頻譜沖突檢測或?qū)Φ谌l譜和第四頻譜進(jìn)行頻譜沖突檢測，檢測到未發(fā)生頻譜沖突的分量，則通過該筐中頻率分量的相位對原信號進(jìn)行重構(gòu)，并獲得更新后的第一頻譜至第四頻譜，如此循環(huán)計(jì)算，直至第一頻譜x1中沒有非零筐存在或達(dá)到指定迭代次數(shù)。如果達(dá)到指定迭代次數(shù)后，第一頻譜x1中仍有非零筐存在，則輸出已經(jīng)完成重構(gòu)的部分原信號頻譜作為檢測結(jié)果，并輸出仍存在的非零筐值作為相關(guān)的誤差信息。

本發(fā)明提供的電網(wǎng)諧波測量方法的第三實(shí)施例，以電網(wǎng)80次諧波測量系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。

使用電壓互感器或電流互感器測量電網(wǎng)電壓或電流信號，并通過信號調(diào)理電路將互感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟?shù)轉(zhuǎn)換器可輸入的信號。信號調(diào)理電路包含前置濾波功能，電壓縮放功能等。前置濾波器的截止頻率設(shè)為4000hz，可實(shí)現(xiàn)對80次高頻諧波的準(zhǔn)確測量。

使用兩組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對輸入信號進(jìn)行降采樣。每組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊均由兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，其中第二個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器滯后第一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器1個(gè)采樣周期觸發(fā)。第一組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的采樣頻率設(shè)置為1600hz，共采樣320個(gè)點(diǎn)，其第一降因子為5。第二組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的采樣頻率設(shè)置為1000hz，共采樣200個(gè)點(diǎn)，其降采樣因子為8。

對采樣所得的4組離散序列進(jìn)行快速傅里葉變換，分別得到第一頻譜、第二頻譜、第三頻譜以及第四頻譜。循環(huán)對第一頻譜和第二頻譜各分量進(jìn)行沖突檢測或循環(huán)對第三頻譜和第四頻譜的各分量進(jìn)行沖突檢測，若發(fā)現(xiàn)沖突，則跳過；若發(fā)現(xiàn)沒有沖突，則計(jì)算原信號頻率分量，并在另一組模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的對應(yīng)筐中減去該分量的映射。循環(huán)計(jì)算直至第一頻譜中沒有非零頻率分量或達(dá)到指定運(yùn)算次數(shù)。

目前市面上所使用的單片機(jī)、dsp處理器等都包含多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換引腳，故該實(shí)施例模數(shù)轉(zhuǎn)換及算法實(shí)現(xiàn)部分可以使用一片嵌入式微處理器實(shí)現(xiàn)。

上述諧波測量方法能使系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率降低為原來的1/5和1/8，能夠?qū)崿F(xiàn)保證不增加硬件需求對高次諧波測量。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。