,為式(14):
[0127] 式中,R1為第一實頻向量積分值;I :為第一虛頻向量積分值;Ll為積分長度,數(shù)量 上為反褶序列長度N在數(shù)字濾波后的剩余長度,單位無量綱。
[0128] 對于步驟S109,同理和優(yōu)選地,在所述混頻干擾頻率成分得到完全抑制前提下,所 述第二實頻向量濾波序列和所述第二虛頻向量濾波序列為式(15):
[0134] 式中,RD2(n)為第二實頻向量濾波序列;ID2(n)為第二虛頻向量濾波序列;Κ(Ω) 為數(shù)字濾波在頻差Ω的增益,單位無量綱;α (Ω)為數(shù)字濾波在頻差Ω的移相,單位rad ; Ns為反褶截短序列長度,單位無量綱。
[0135] 對于步驟S110,可通過本領域慣用積分器分別對所述第二實頻向量濾波序列和 所述第二虛頻向量濾波序列進行積分運算,生成第二實頻向量積分值和第二虛頻向量積分 值,為式(16):
[0140] 式中,私為第二實頻向量積分值2為第二虛頻向量積分值;L2為積分長度,數(shù)量 上為反褶截短序列長度Ns在數(shù)字濾波后的剩余長度,單位無量綱。
[0141] 對于步驟S111,優(yōu)選地,預設的相位轉換規(guī)則對應于虛頻向量積分值和實頻向量 轉換為相位的轉換式,可通過以下公式(17)將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實頻 向量積分值轉換為第一相位:
[0144] 式中,PH1為第一相位,單位rad ;R 第一實頻向量積分值;I i為第一虛頻向量積 分值;Ll為反褶序列長度N在數(shù)字濾波后的剩余長度,單位無量綱;α ( Ω )為數(shù)字濾波在 頻差Ω的移相,單位rad ;
[0145] 在一個實施例中,根據(jù)預設的相位轉換規(guī)則,將所述第一虛頻向量積分值與所述 第一實頻向量積分值轉換為第一相位的步驟包括以下步驟:
[0146] 獲取所述第一虛頻向量積分值與所述第一實頻向量積分值的比值;
[0147] 獲取所述比值的反正切函數(shù)值的相反數(shù),生成所述第一相位。
[0148] 對于步驟S112,優(yōu)選地,可通過以下公式(18)將所述第二虛頻向量積分值與所述 第二實頻向量積分值轉換為第二相位:
[0151] 式中,PH2為第二相位,單位rad ;R2為第二實頻向量積分值;I 2為第二虛頻向量積 分值;L2為反褶截短序列長度Ns在數(shù)字濾波后的剩余長度,單位無量綱;α ( Ω )為數(shù)字濾 波在頻差Ω的移相,單位rad;
[0152] 在一個實施例中,根據(jù)所述預設的相位轉換規(guī)則,將所述第二虛頻向量積分值與 所述第二實頻向量積分值轉換為第二相位的步驟包括以下步驟:
[0153] 獲取所述第二虛頻向量積分值與所述第二實頻向量積分值的比值;
[0154] 獲取所述比值的反正切函數(shù)值的相反數(shù),生成所述第二相位。
[0155] 對于步驟S113,所述預設的截止相位轉換規(guī)則可對應于第一相位和第二相位轉換 為截止相位的公式。根據(jù)式(17)和式(18),可生成與所述預設的截止相位轉換規(guī)則對應的 截止相位公式(19):
[0157] 式中,HPp為電力信號的截止相位檢測值,單位rad。
[0158] 在一個實施例中,根據(jù)預設的截止相位轉換規(guī)則,將所述第一相位和所述第二相 位轉換為所述電力信號的截止相位的步驟包括以下步驟:
[0159] 獲取所述第一相位與所述反褶截短序列的長度的乘積,生成第一乘積;
[0160] 獲取所述第二相位與所述反褶序列的長度的乘積,生成第二乘積;
[0161] 獲取所述第一乘積與所述第二乘積的差值,生成第一差值;
[0162] 獲取所述反褶截短序列的長度與所述反褶序列的長度的差值,生成第二差值;
[0163] 獲取所述第一差值與所述第二差值的比值,生成所述截止相位。
[0164] 在另一個實施例中,為了驗證本發(fā)明具有較高的準確度,給出一實驗信號,為式 (20):
[0167] 在實驗信號基波頻率變化范圍在45Hz-55Hz,取信號整數(shù)周期數(shù)約為11,信號初 相位變化范圍在〇~± π /2、單位rad,信號采樣頻率ΙΟΚΗζ,離散數(shù)據(jù)量化位數(shù)24bit,頻 率初測相對誤差< I ±0.25% I,得到信號截止相位檢測相對誤差絕對值IPHendOT(f) I隨 實驗信號基波頻率f變化特性的實驗結果圖,圖3所示。圖3給出的實驗信號截止相位檢 測的準確度在10 9量級。
[0168] 請參閱圖4,圖4是本發(fā)明所述電力信號的截止相位檢測系統(tǒng)第一實施方式的結 構示意圖。
[0169] 本實施方式所述的電力信號的截止相位檢測系統(tǒng),可包括米樣模塊1010、初測模 塊1020、反褶模塊1030、截短模塊1040、第一混頻模塊1050、第二混頻模塊1060、第一濾 波模塊1070、第一積分模塊1080、第二濾波模塊1090、第二積分模塊1100、第一相位模塊 1110、第二相位模塊1120和截止相位模塊1130,其中:
[0170] 采樣模塊1010,用于根據(jù)預設信號周期數(shù)和預設采樣頻率計算預設序列長度,對 電力信號進行采樣,獲得預設序列長度的正向信號序列。
[0171] 初測模塊1020,用于對所述正向信號序列進行頻率初測,生成所述電力信號的初 步頻率,并以所述初步頻率為參考頻率。
[0172] 反褶模塊1030,用于將所述正向信號序列反向輸出,獲得所述正向信號序列的反 褶序列。
[0173] 截短模塊1040,用于將所述反褶序列進行截短,獲得反褶截短序列,其中,截短的 長度為所述正向信號序列的單位周期序列長度的〇. 25倍。
[0174] 第一混頻模塊1050,用于以所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù) 分別與所述反褶序列相乘,生成第一實頻向量序列和第一虛頻向量序列。
[0175] 第二混頻模塊1060,用于以所述余弦函數(shù)和所述正弦函數(shù)分別與所述反褶截短序 列相乘,生成第二實頻向量序列和第二虛頻向量序列。
[0176] 第一濾波模塊1070,用于分別對所述第一實頻向量序列和所述第一虛頻向量序列 進行數(shù)字濾波,生成第一實頻向量濾波序列和第一虛頻向量濾波序列。
[0177] 第一積分模塊1080,用于分別對所述第一實頻向量濾波序列和所述第一虛頻向量 濾波序列進行積分運算,生成第一實頻向量積分值和第一虛頻向量積分值。
[0178] 第二濾波模塊1090,用于分別對所述第二實頻向量序列和所述第二虛頻向量序列 進行數(shù)字濾波,生成第二實頻向量濾波序列和第二虛頻向量濾波序列。
[0179] 第二積分模塊1100,用于分別對所述第二實頻向量濾波序列和所述第二虛頻向量 濾波序列進行積分運算,生成第二實頻向量積分值和第二虛頻向量積分值。
[0180] 第一相位模塊1110,用于根據(jù)預設的相位轉換規(guī)則,將所述第一虛頻向量積分值 與所述第一實頻向量積分值轉換為第一相位。
[0181] 第二相位模塊1120,用于根據(jù)所述預設的相位轉換規(guī)則,將所述第二虛頻向量積 分值與所述第二實頻向量積分值轉換為第二相位。
[0182] 截止相位模塊1130,用于根據(jù)預設的截止相位轉換規(guī)則,將所述第一相位和所述 第二相位轉換為所述電力信號的截止相位。
[0183] 本實施方式,將采樣所得的正向信號序列反向輸出獲得反褶序列,將反褶序列進 行截短處理,獲得反褶截短序列,所述截短長度原則上取所述信號序列單位周期序列長度 的0. 25倍;以所測參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與反裙序列和反 褶截短序列相乘,生成兩組實頻向量序列和虛頻向量序列;通過對兩組虛頻向量序列和實 頻向量序列數(shù)字濾波,生成兩組虛數(shù)向量濾波序列和實數(shù)向量濾波序列,進而積分生成兩 組虛數(shù)向量積分值和實數(shù)向量積分值;再根據(jù)預設的相位轉換規(guī)則,將兩組實數(shù)向量積分 值和虛數(shù)向量積分值轉換為兩個相位,進而根據(jù)預設的相位轉換規(guī)則,將兩個相位轉換為 所述電力信號的截止相位,具有較高的準確度。
[0184] 其中,對于采樣模塊1010,優(yōu)選地,根據(jù)實際需要設置所述預設信號周期數(shù)。所述 預設信號周期數(shù)可為整數(shù)11,因為存在誤差,整數(shù)11是大約的。
[0185] 進一步地,電力系統(tǒng)額定頻率50Hz,為了提高性能,采樣頻率應遠大于50Hz,可設 置所述預設采樣頻率f n= ΙΟΚΗζ,采樣間隔表達為式(1):
[0187] 其中,Tn為采樣間隔,單位s ;fn為所述預設采樣頻率,單位Hz。
[0188] 在一個實施例中,采樣模塊1010可通過以下所述公式(2)將所述預設信號周期數(shù) 和所述預設采樣頻率轉換為所述預設序列長度:
[0189] N= (int) C211 T2Jn (2);
[0190] 其中,N為信號序列長度,單位無量綱;(int)為取整數(shù);C211為預設信號周期數(shù),單 位無量綱;T 211為信號周期,單位s。
[0191] 實際根據(jù)所述參考頻率計算信號周期,存在誤差。
[0192] 對單基波頻率信號,所述正向信號序列表達為式(3):
[0195] 其中,X1Oi)為正向信號序列;A為信號幅值,單位v ;ω為信號頻率,單位rad/s ; Tn為采樣間隔,單位s ;n為序列離散數(shù),單位無量綱;取為信號初相位,單位rad,N為所述預 設序列長度,單位無量綱。
[0196] 對于初測模塊1020,可通過零交法對所述信號序列進行頻率初測,獲取所述初步 頻率。還可通過本領域技術人員慣用的其他頻率測量方法對所述輸入信號序列進