0221 ]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電力信號(hào)頻率確定模塊1 2 3可以根據(jù)表達(dá)式 PH = τ-ζ-+ 獲得電力信號(hào)·的頻率ω i，其中，PH為零初相位基準(zhǔn)?Η弦函數(shù)倍頻 I (5Ν D + Μ) 序列的相位，Τ為采樣間隔時(shí)間，Μ為積分長(zhǎng)度，Nd為矩形窗算術(shù)平均值濾波算法的濾波參 數(shù)，為參考頻率。
[0222] 本發(fā)明系統(tǒng)其它技術(shù)特征與本發(fā)明方法相同，在此不予贅述。
[0223] 以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí) 施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存 在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0224] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量方法，其特征在于，包括步驟： 根據(jù)電力信號(hào)頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)，獲得初步序列 長(zhǎng)度； 根據(jù)所述初步序列長(zhǎng)度對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得所述電力信號(hào)的初步序列； 對(duì)所述初步序列進(jìn)行頻率初測(cè)，得到所述電力信號(hào)的初步頻率，根據(jù)所述初步頻率得 到參考頻率； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號(hào)的單位周期序列長(zhǎng)度； 將所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和所述單位周期序列長(zhǎng)度相乘，獲得預(yù)處理序列長(zhǎng)度； 根據(jù)所述預(yù)處理序列長(zhǎng)度，從所述電力信號(hào)的初步序列中獲取預(yù)處理序列； 對(duì)所述預(yù)處理序列進(jìn)行梳狀濾波處理，獲得梳狀濾波序列，其中梳狀濾波序列長(zhǎng)度為 所述預(yù)處理序列在進(jìn)行梳狀濾波處理后的剩余長(zhǎng)度； 確定所述梳狀濾波序列長(zhǎng)度與所述單位周期序列長(zhǎng)度的比值整數(shù)，根據(jù)所述比值整數(shù) 和所述單位周期序列長(zhǎng)度獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，其中所述比值整數(shù)為奇數(shù)，所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng) 度為奇數(shù)； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)起始點(diǎn)，從所述梳狀濾波序列中獲得第一正向序列，根 據(jù)所述第一正向序列獲得第一反權(quán)序列； 根據(jù)所述第一正向序列獲得第一正相位，根據(jù)所述第一反權(quán)序列獲得第一反相位； 根據(jù)所述第一正相位和所述第一反相位獲得第一平均初相位； 根據(jù)所述第一平均初相位和預(yù)設(shè)相位值，獲得相位比較值，根據(jù)所述相位比較值、所述 預(yù)設(shè)起始點(diǎn)和所述單位周期序列長(zhǎng)度，獲得新起始點(diǎn)； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度和所述新起始點(diǎn)，從所述梳狀濾波序列中獲得第二正向序列， 根據(jù)第二正向序列獲得第二反權(quán)序列； 根據(jù)所述第二正向序列獲得第二正相位，根據(jù)所述第二反權(quán)序列獲得第二反相位； 根據(jù)所述第二正相位和所述第二反相位獲得第二平均初相位； 將所述第二正向序列與所述第二反權(quán)序列相加，得到和序列，根據(jù)所述和序列和所述 第二平均初相位的余弦函數(shù)值，獲得余弦函數(shù)調(diào)制序列； 將所述第二正向序列與所述第二反權(quán)序列相減，得到差序列，根據(jù)所述差序列和所述 第二平均初相位的正弦函數(shù)值，獲得正弦函數(shù)調(diào)制序列； 從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中屯、點(diǎn)輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列，從所述 正弦函數(shù)調(diào)制序列中屯、點(diǎn)輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列； 將所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘 后再乘W2，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列； 將所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列分別與2倍參考頻率的離散余弦函數(shù)相乘和2 倍參考頻率的離散正弦函數(shù)相乘，獲得實(shí)頻混頻序列和虛頻混頻序列； 分別對(duì)所述實(shí)頻混頻序列和所述虛頻混頻序列進(jìn)行數(shù)字濾波，獲得實(shí)頻濾波序列和虛 頻濾波序列； 分別對(duì)所述實(shí)頻濾波序列和所述虛頻濾波序列進(jìn)行積分，獲得實(shí)頻積分值和虛頻積分 值； 根據(jù)所述實(shí)頻積分值和虛頻積分值，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的相位，根 據(jù)所述相位獲得電力信號(hào)的頻率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量方法，其特 征在于，根據(jù)表達(dá)iS獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的相位PH，其 中，化為實(shí)頻積分值，Id為虛頻積分值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量方法，其特 征在于，通過矩形窗算術(shù)平均值濾波算法分別對(duì)所述實(shí)頻混頻序列和所述虛頻混頻序列進(jìn) 行數(shù)字濾波。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量方法，其特 征在于，根據(jù)表達(dá)式獲得電力信號(hào)的頻率ωι，其中為零初相 位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的相位，Τ為采樣間隔時(shí)間，Μ為積分長(zhǎng)度，Nd為矩形窗算術(shù)平均值 濾波算法的濾波參數(shù)，ω S為參考頻率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè) 量方法，其特征在于： 根據(jù)表達(dá)式R(n)=X02sin(n)cos(2c〇sTn)獲得實(shí)頻混頻序列R(n)，其中，X02sin(n)為零 初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列，cos(2 ω sTn)為2倍參考頻率的離散余弦函數(shù)，ω S為參考頻 率，Τ為采樣間隔時(shí)間，η為序列離散數(shù)，η二化1，2,.....; 根據(jù)表達(dá)式I(n)=X02sin(n)sin(2c〇sTn)獲得虛頻混頻序列I(n)，其中，X02sin(n)為零 初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列，sin(2 ω sTn)為2倍參考頻率的離散正弦函數(shù)，ω S為參考頻 率，Τ為采樣間隔時(shí)間，η為序列離散數(shù)，η = 0,1，2,----------，^~1。 '厶6. -種基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括： 初步序列長(zhǎng)度確定模塊，用于根據(jù)電力信號(hào)頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整 數(shù)信號(hào)周期數(shù)，獲得初步序列長(zhǎng)度； 初步序列獲取模塊，用于根據(jù)所述初步序列長(zhǎng)度對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得所述電力 ?胃號(hào)的初步序列； 參考頻率確定模塊，用于對(duì)所述初步序列進(jìn)行頻率初測(cè)，得到所述電力信號(hào)的初步頻 率，根據(jù)所述初步頻率得到參考頻率； 單位周期序列長(zhǎng)度確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述 電力信號(hào)的單位周期序列長(zhǎng)度； 預(yù)處理序列長(zhǎng)度確定模塊，用于將所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和所述單位周期序列長(zhǎng)度 相乘，獲得預(yù)處理序列長(zhǎng)度； 預(yù)處理序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)處理序列長(zhǎng)度，從所述電力信號(hào)的初步序列中 獲取預(yù)處理序列； 梳狀濾波序列確定模塊，用于對(duì)所述預(yù)處理序列進(jìn)行梳狀濾波處理，獲得梳狀濾波序 列，其中梳狀濾波序列長(zhǎng)度為所述預(yù)處理序列在進(jìn)行梳狀濾波處理后的剩余長(zhǎng)度； 預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度確定模塊，用于確定所述梳狀濾波序列長(zhǎng)度與所述單位周期序列長(zhǎng)度的 比值整數(shù)，根據(jù)所述比值整數(shù)和所述單位周期序列長(zhǎng)度獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，其中所述比值 整數(shù)為奇數(shù)，所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度為奇數(shù)； 第一序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度和預(yù)設(shè)起始點(diǎn)，從所述梳狀濾波序列 中獲得第一正向序列，根據(jù)所述第一正向序列獲得第一反權(quán)序列； 第一正反相位確定模塊，用于根據(jù)所述第一正向序列獲得第一正相位，根據(jù)所述第一 反權(quán)序列獲得第一反相位； 第一平均初相位確定模塊，用于根據(jù)所述第一正相位和所述第一反相位獲得第一平均 初相位； 新起始點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述第一平均初相位和預(yù)設(shè)相位值，獲得相位比較值，根 據(jù)所述相位比較值、所述預(yù)設(shè)起始點(diǎn)和所述單位周期序列長(zhǎng)度，獲得新起始點(diǎn)； 第二序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度和所述新起始點(diǎn)，從所述梳狀濾波序 列中獲得第二正向序列，根據(jù)第二正向序列獲得第二反權(quán)序列； 第二正反相位確定模塊，用于根據(jù)所述第二正向序列獲得第二正相位，根據(jù)所述第二 反權(quán)序列獲得第二反相位； 第二平均初相位確定模塊，用于根據(jù)所述第二正相位和所述第二反相位獲得第二平均 初相位； 余弦函數(shù)調(diào)制序列確定模塊，用于將所述第二正向序列與所述第二反權(quán)序列相加，得 到和序列，根據(jù)所述和序列和所述第二平均初相位的余弦函數(shù)值，獲得余弦函數(shù)調(diào)制序列； 正弦函數(shù)調(diào)制序列確定模塊，用于將所述第二正向序列與所述第二反權(quán)序列相減，得 到差序列，根據(jù)所述差序列和所述第二平均初相位的正弦函數(shù)值，獲得正弦函數(shù)調(diào)制序列； 零初相位調(diào)制序列獲取模塊，用于從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中屯、點(diǎn)輸出，獲得零初相 位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列，從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中屯、點(diǎn)輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦 函數(shù)調(diào)制序列； 零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列確定序列，用于將所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序 列與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘后再乘W2,獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍 頻序列； 混頻序列確定模塊，用于將所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列分別與2倍參考頻率 的離散余弦函數(shù)相乘和2倍參考頻率的離散正弦函數(shù)相乘，獲得實(shí)頻混頻序列和虛頻混頻 序列； 濾波序列確定模塊，用于分別對(duì)所述實(shí)頻混頻序列和所述虛頻混頻序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，獲得實(shí)頻濾波序列和虛頻濾波序列； 積分值確定模塊，用于分別對(duì)所述實(shí)頻濾波序列和所述虛頻濾波序列進(jìn)行積分，獲得 實(shí)頻積分值和虛頻積分值； 電力信號(hào)頻率確定模塊，用于根據(jù)所述實(shí)頻積分值和虛頻積分值，獲得零初相位基準(zhǔn) 正弦函數(shù)倍頻序列的相位，根據(jù)所述相位獲得電力信號(hào)的頻率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量系統(tǒng)，其特 征在于，所述電力信號(hào)頻率確定模塊根據(jù)表達(dá)式PH二arctari (^)獲得零初相位基準(zhǔn)正弦 函數(shù)倍頻序列的相位PH，其中，化為實(shí)頻積分值，Id為虛頻積分值。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量系統(tǒng)，其特 征在于，所述濾波序列確定模塊通過矩形窗算術(shù)平均值濾波算法分別對(duì)所述實(shí)頻混頻序列 和所述虛頻混頻序列進(jìn)行數(shù)字濾波。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè)量系統(tǒng)，其特 征在于，所述電力信號(hào)頻率確定模塊根據(jù)表達(dá)式獲得電力信號(hào)的 頻率…，其中，PH為零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的相位，T為采樣間隔時(shí)間，Μ為積分長(zhǎng) 度，Nd為矩形窗算術(shù)平均值濾波算法的濾波參數(shù)，Ws為參考頻率。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9任意一項(xiàng)所述的基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的頻率測(cè) 量系統(tǒng)，其特征在于： 所述混頻序列確定模塊根據(jù)表達(dá)式R(n)=X02sin(n)cos(2c〇sTn)獲得實(shí)頻混頻序列R (n)，其中，X02sin(n)為零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列，cos(2c〇sTn)為2倍參考頻率的離 散余弦函數(shù)，ws為參考頻率，T為采樣間隔時(shí)間，η為序列離散數(shù)，η =斯1，2,......，^-1; .已. 所述混頻序列確定模塊根據(jù)表達(dá)式I(n)=X02sin(n)sin(2〇sTn)獲得虛頻混頻序列I (n)，其中，X02sin(n)為零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列，sin(2c〇sTn)為2倍參考頻率的離 散正弦函數(shù)，ωS為參考頻率，T為采樣間隔時(shí)間，η為序列離散數(shù)，η二化1，2,..... 。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列頻率測(cè)量方法和系統(tǒng)，獲得實(shí)頻混頻序列和虛頻混頻序列，然后對(duì)所述實(shí)頻混頻序列和所述虛頻混頻序列進(jìn)行數(shù)字濾波和積分，獲得實(shí)頻積分值和虛頻積分值，根據(jù)所述實(shí)頻積分值和虛頻積分值，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)倍頻序列的相位，根據(jù)所述相位獲得電力信號(hào)的頻率。通過本發(fā)明方式獲得電力信號(hào)的頻率，可顯著提高電力信號(hào)頻率測(cè)量的準(zhǔn)確度。
【IPC分類】G01R23/02
【公開號(hào)】CN105548690
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510890817
【發(fā)明人】陳世和, 李軍, 萬(wàn)文軍, 王越超
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日