信号的初相位检测系统具有较高的准确度，给出一实验信 号，为式（19):
[0237]
[023引在实验信号基波频率变化范围在45化-5甜z，取信号整数周期数约为11，信号初 相位变化范围在0~±n/2、单位rad,信号的采样频率为20曲Z，信号的离散数据量化位 数24bit，频率初测相对误差<I±0. 25%I。得到实验信号的初相位检测相对误差绝对值 |PH,"(f)I随信号基波频率f变化特性的实验结果图，图4所示。图4给出的实验信号初相 位的检测准确度在1(T9量级。
[0239] W上所述实施例的各技术特征可W进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要该些技术特征的组合不存 在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0240] W上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进，该些都属于本发明的保护 范围。因此，本发明专利的保护范围应W所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种电力信号的初相位检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据预设信号周期数和预设采样频率计算预设序列长度，对电力信号进行采样，获得 预设序列长度的信号序列； 对所述信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，以所述初步频率给定 参考频率； 对所述信号序列进行截短处理，获得截短信号序列，所述截短信号序列的长度相对所 述信号序列的长度的截短值为信号周期序列长度的0. 25倍； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述信号序列相乘，生 成第一实频向量序列和第一虚频向量序列； 以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述截短信号序列相 乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列； 分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字滤波，生成第一实频 向量滤波序列和第一虚频向量滤波序列； 分别对所述第一实频向量滤波序列和所述第一虚频向量滤波序列进行积分运算，生成 第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值； 分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字滤波，生成第二实频 向量滤波序列和第二虚频向量滤波序列； 分别对所述第二实频向量滤波序列和所述第二虚频向量滤波序列进行积分运算，生成 第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值； 根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转 换为第一相位； 根据所述预设的相位转换规则，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分 值转换为第二相位； 根据预设的初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述电力信号的 初相位。2. 根据权利要求1所述的电力信号的初相位检测方法，其特征在于，根据预设信号周 期数和预设采样频率计算预设序列长度的步骤包括以下步骤： 通过以下所述公式将所述预设信号周期数和所述预设采样频率转换为所述预设序列 长度： N = (int)C2lIT2 ^fn; 其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲，（int)表示取整，C2n为所述预设信号周期 数，单位无量纲，T2n为信号周期，单位s，f n为所述预设采样频率，单位Hz。3. 根据权利要求1所述的电力信号的初相位检测方法，其特征在于，其特征在于，所述 数字滤波由六级算术平均值数字滤波器所构成。4. 根据权利要求1所述的电力信号的初相位检测方法，其特征在于，根据预设的相位 转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位的步骤 包括以下步骤： 获取所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的比值； 获取所述比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位。5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的电力信号的初相位检测方法，其特征在于，根 据预设的初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述电力信号的初相位 的步骤包括以下步骤： 获取所述预设序列长度与信号周期序列长度的〇. 25倍的差值，生成所述截短信号序 列的序列长度； 获取所述第一相位与所述截短信号序列的序列长度的乘积，生成第一乘积； 获取所述第二相位与所述预设序列长度的乘积，生成第二乘积； 获取所述第一乘积与所述第二乘积的差值，生成第一差值； 获取所述截短信号序列的序列长度与所述预设序列长度的差值，生成第二差值； 获取所述第一差值与所述第二差值的比值，生成所述初相位。6. -种电力信号的初相位检测系统，其特征在于，包括： 采样模块，用于根据预设信号周期数和预设采样频率计算预设序列长度，对电力信号 进行采样，获得预设序列长度的信号序列； 初测模块，用于对所述信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，以所述 初步频率给定参考频率； 截短模块，用于对所述信号序列进行截短处理，获得截短信号序列，所述截短信号序列 的长度相对所述信号序列的长度的截短值为信号周期序列长度的〇. 25倍； 第一混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述信号序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列； 第二混频模块，用于以所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所 述截短信号序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列； 第一滤波模块，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字 滤波，生成第一实频向量滤波序列和第一虚频向量滤波序列； 第一积分模块，用于分别对所述第一实频向量滤波序列和所述第一虚频向量滤波序列 进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值； 第二滤波模块，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字 滤波，生成第二实频向量滤波序列和第二虚频向量滤波序列； 第二积分模块，用于分别对所述第二实频向量滤波序列和所述第二虚频向量滤波序列 进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值； 第一相位模块，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第 一实频向量积分值转换为第一相位； 第二相位模块，用于根据所述预设的相位转换规则，将所述第二虚频向量积分值与所 述第二实频向量积分值转换为第二相位； 初相位模块，用于根据预设的初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换 为所述电力信号的初相位。7. 根据权利要求6所述的电力信号的初相位检测系统，其特征在于，所述采样模块还 用于通过以下所述公式将所述预设信号周期数和所述预设采样频率转换为所述预设序列 长度： N = (int)C2lIT2 ^fn; 其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲，（int)表示取整，C2n为所述预设信号周期 数，单位无量纲，T2n为信号周期，单位s，f n为所述预设采样频率，单位Hz。8. 根据权利要求6所述的电力信号的初相位检测系统，其特征在于，所述数字滤波由 六级算术平均值数字滤波器所构成。9. 根据权利要求6所述的电力信号的初相位检测系统，其特征在于，所述第一相位模 块还用于： 获取所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的比值； 获取所述比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位。10. 根据权利要求6至9中任意一项所述的电力信号的初相位检测系统，其特征在于， 所述初相位模块还用于： 获取所述预设序列长度与信号周期序列长度的〇. 25倍的差值，生成所述截短信号序 列的序列长度； 获取所述第一相位与所述截短信号序列的序列长度的乘积，生成第一乘积； 获取所述第二相位与所述预设序列长度的乘积，生成第二乘积； 获取所述第一乘积与所述第二乘积的差值，生成第一差值； 获取所述截短信号序列的序列长度与所述预设序列长度的差值，生成第二差值； 获取所述第一差值与所述第二差值的比值，生成所述初相位。
【专利摘要】本发明涉及一种电力信号的初相位检测方法和系统，所述方法包括：对采样所得的信号序列进行截短处理，获得截短信号序列；以所测参考频率的余弦函数和参考频率的正弦函数分别与信号序列和截短信号序列相乘，生成两组实频向量序列和虚频向量序列；通过对两组虚频向量序列和实频向量序列数字滤波，生成两组虚数向量滤波序列和实数向量滤波序列，进而积分生成两组虚数向量积分值和实数向量积分值；再根据预设的相位转换规则，将两组实数向量积分值和虚数向量积分值转换为两个相位，进而根据预设的初相位转换规则，将两个相位转换为电力信号的初相位。实施本发明，获得准确度较高的初相位。
【IPC分类】G01R25/00
【公开号】CN104977467
【申请号】CN201510402642
【发明人】李军, 陈世和, 朱亚清, 潘凤萍, 王越超, 庞志强, 万文军, 罗嘉, 张曦
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月9日