從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列 的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測(cè)量、相位測(cè)量、幅值測(cè)量等在本質(zhì)上均為正弦參數(shù)的測(cè)量?？焖?傅里葉變換和離散傅里葉變換是實(shí)現(xiàn)正弦參數(shù)測(cè)量的基本方法，在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng) 用。但是上述方法在信號(hào)采樣過(guò)程的非整數(shù)周期截?cái)?，引起頻譜泄漏，而頻譜泄漏會(huì)產(chǎn)生相 應(yīng)的誤差。
[0003] 在電力系統(tǒng)正弦參數(shù)測(cè)量方面，有多種測(cè)量方法，如加窗口函數(shù)方法、采用插值修 正方法等，減小頻譜泄漏問(wèn)題的影響。但是上述測(cè)量方法測(cè)量精度低，不適合于高準(zhǔn)確度正 弦參數(shù)的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述情況，本發(fā)明提出了一種從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的方法和 系統(tǒng)，提高正弦參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例為：
[0006] -種從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的方法，包括以下步驟：
[0007] 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)，獲得所述 電力信號(hào)的初步序列長(zhǎng)度；
[0008] 根據(jù)所述初步序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得所述電力信號(hào)的初步序 列；
[0009] 對(duì)所述初步序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻率，并根據(jù)所述初步 頻率設(shè)定所述電力信號(hào)的參考頻率；
[0010] 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；
[0011]根據(jù)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，獲得所述電力信號(hào)的預(yù) 設(shè)序列長(zhǎng)度，所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度為奇數(shù)；
[0012] 根據(jù)預(yù)設(shè)起始點(diǎn)和所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步序列中獲得所述電力信號(hào)的初 次正向序列；
[0013] 根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號(hào)的初次反褶序列；
[0014] 根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號(hào)的初次正相位，并根據(jù)所述初次反褶序 列獲得所述電力信號(hào)的初次反相位；
[0015] 根據(jù)所述初次正相位和所述初次反相位獲得所述電力信號(hào)的初次平均初相位； [0016]將所述初次平均初相位與±π/4進(jìn)行比較，獲得與所述±π/4比較的初次相位比較 值，并根據(jù)所述初次相位比較值和所述預(yù)設(shè)起始點(diǎn)，獲得新起始點(diǎn)；
[0017] 根據(jù)所述新起始點(diǎn)和所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步序列中獲得所述電力信號(hào)的 再次正向序列，并根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號(hào)的再次反褶序列；
[0018] 根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號(hào)的再次正相位，并根據(jù)所述再次反褶序 列獲得所述電力信號(hào)的再次反相位；
[0019] 根據(jù)所述再次正相位和所述再次反相位獲得所述電力信號(hào)的再次平均初相位；
[0020] 將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加，并根據(jù)相加后的結(jié)果和所述再次 平均初相位，獲得所述電力信號(hào)的余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0021] 將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相減，并根據(jù)相減后的結(jié)果和所述再次 平均初相位，獲得所述電力信號(hào)的正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0022] 從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得所述電力信號(hào)的零初相位基準(zhǔn)余弦函 數(shù)調(diào)制序列；從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得所述電力信號(hào)的零初相位基準(zhǔn)正 弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0023] 將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲 得所述電力信號(hào)的第一乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基 準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號(hào)的第二乘法序列，將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦 函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號(hào)的第三乘法序列，將所 述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電 力信號(hào)的第四乘法序列；
[0024] 將所述第二乘法序列與所述第一乘法序列相加，獲得所述電力信號(hào)的提高頻率的 零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)序列；將所述第二乘法序列與所述第一乘法序列相減，獲得所述電 力信號(hào)的降低頻率的零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)序列;將所述第四乘法序列與所述第三乘法序 列相減，獲得所述電力信號(hào)的提高頻率的零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)序列;將所述第四乘法序 列與所述第三乘法序列相加，獲得所述電力信號(hào)的降低頻率的零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)序 列。
[0025] 一種從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的系統(tǒng)，包括：
[0026] 初步序列長(zhǎng)度模塊，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)，獲得所述電力信號(hào)的初步序列長(zhǎng)度；
[0027] 初步序列模塊，用于根據(jù)所述初步序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得所述 電力信號(hào)的初步序列；
[0028] 頻率初測(cè)模塊，用于對(duì)所述初步序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻 率，并根據(jù)所述初步頻率設(shè)定所述電力信號(hào)的參考頻率；
[0029]單位周期序列長(zhǎng)度模塊，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；
[0030] 預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度模塊，用于根據(jù)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，獲得所述電力信號(hào)的預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度為奇數(shù)；
[0031] 初次正向序列模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)起始點(diǎn)和所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步序列 中獲得所述電力信號(hào)的初次正向序列；
[0032] 初次反褶序列模塊，用于根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號(hào)的初次反褶序 列；
[0033] 初次相位模塊，用于根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號(hào)的初次正相位，并 根據(jù)所述初次反褶序列獲得所述電力信號(hào)的初次反相位；
[0034] 初次平均初相位模塊，用于根據(jù)所述初次正相位和所述初次反相位獲得所述電力 信號(hào)的初次平均初相位；
[0035]相位比較模塊，用于將所述初次平均初相位與± JI/4進(jìn)行比較，獲得與所述± 31/4 比較的初次相位比較值，并根據(jù)所述初次相位比較值和所述預(yù)設(shè)起始點(diǎn)，獲得新起始點(diǎn)； [0036]再次序列模塊，用于根據(jù)所述新起始點(diǎn)和所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步序列中 獲得所述電力信號(hào)的再次正向序列，并根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號(hào)的再次反 褶序列；
[0037]再次相位模塊，用于根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號(hào)的再次正相位，并 根據(jù)所述再次反褶序列獲得所述電力信號(hào)的再次反相位；
[0038] 再次平均初相位模塊，用于根據(jù)所述再次正相位和所述再次反相位獲得所述電力 信號(hào)的再次平均初相位；
[0039] 余弦函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加，并 根據(jù)相加后的結(jié)果和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號(hào)的余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0040] 正弦函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相減，并 根據(jù)相減后的結(jié)果和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號(hào)的正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0041] 基準(zhǔn)函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得所述電 力信號(hào)的零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列；從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得所 述電力信號(hào)的零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0042]乘法序列模塊，用于將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函 數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號(hào)的第一乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù) 與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號(hào)的第二乘法序列，將預(yù)設(shè)微 調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號(hào)的 第三乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序 列相乘獲得所述電力信號(hào)的第四乘法序列；
[0043] 微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列模塊，用于將所述第二乘法序列與所述第一乘法序列相加，獲 得所述電力信號(hào)的提高頻率的零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)序列;將所述第二乘法序列與所述第 一乘法序列相減，獲得所述電力信號(hào)的降低頻率的零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)序列；將所述第 四乘法序列與所述第三乘法序列相減，獲得所述電力信號(hào)的提高頻率的零初相位基準(zhǔn)余弦 函數(shù)序列；將所述第四乘法序列與所述第三乘法序列相加，獲得所述電力信號(hào)的降低頻率 的零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)序列。
[0044] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn) 序列的方法和系統(tǒng)，根據(jù)電力信號(hào)頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)， 獲得初步序列長(zhǎng)度，并對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行初步采樣，獲得初步序列；對(duì)初步序列進(jìn)行頻率初 測(cè)，生成初步頻率，設(shè)定參考頻率;根據(jù)預(yù)設(shè)采樣頻率和參考頻率，獲得單位周期序列長(zhǎng)度； 根據(jù)預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和單位周期序列長(zhǎng)度，獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度;從初步序列中獲得初 次正向序列，進(jìn)一步獲得初次反褶序列；根據(jù)初次正向序列、初次反褶序列獲得初次正相 位、初次反相位，進(jìn)一步獲得初次平均初相位;與± π/4進(jìn)行比較獲得初次相位比較值，進(jìn)一 步獲得新起始點(diǎn)；根據(jù)新起始點(diǎn)和預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，獲得再次正向序列、再次反褶序列，進(jìn)一 步獲得再次正相位、再次反相位、再次平均初相位;根據(jù)再次正相位、再次反相位、再次平均 初相位獲得余弦函數(shù)調(diào)制序列、正弦函數(shù)調(diào)制序列;從余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得 零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列，從正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點(diǎn)輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)正 弦函數(shù)調(diào)制序列;根據(jù)預(yù)設(shè)微調(diào)頻率、零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列、零初相位基準(zhǔn)正弦 函數(shù)調(diào)制序列獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列，通過(guò)微調(diào)信號(hào)序列的基波頻率，可實(shí)現(xiàn)對(duì)基波信號(hào) 的整數(shù)周期截?cái)?，電力信?hào)中以基波成分的幅值最大，解決基波信號(hào)的整數(shù)周期截?cái)鄦?wèn)題， 提高了正弦參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確度，適合實(shí)際應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0045] 圖1為一個(gè)實(shí)施例中從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的方法流程圖；
[0046] 圖2為一個(gè)實(shí)施例中初次正向序列和初次反褶序列示意圖；
[0047] 圖3為一個(gè)實(shí)施例中零初相位基準(zhǔn)點(diǎn)示意圖；
[0048] 圖4為一個(gè)實(shí)施例中從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 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。
[0050] 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。
[0051] -個(gè)實(shí)施例中從電力信號(hào)中獲得微調(diào)頻率基準(zhǔn)序列的方法，如圖1所示，包括以下 步驟：
[0052]步驟S101: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)， 獲得所述電力信號(hào)的初步序列長(zhǎng)度；
[0053]步驟S102:根據(jù)所述初步序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得所述電力信號(hào) 的初步序列；
[0054]步驟S103:對(duì)所述初步序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻率，并根據(jù) 所述初步頻率設(shè)定所述電力信號(hào)的參考頻率；
[0055] 步驟S104: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；
[0056] 步驟S105:根據(jù)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，獲得所述電 力信號(hào)的預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度為奇數(shù)；
[0057] 步驟S106:根據(jù)預(yù)設(shè)起始點(diǎn)和所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步序列中獲得所述電 力信號(hào)的初次正向序列；