位与所述反褶序列长度的乘积，生成第二乘积；
[0317] 获取所述第一乘积与所述第二乘积的差值，生成第一差值；
[0318] 获取所述反褶截短序列的长度与所述反褶序列的长度的差值，生成第二差值；
[0319] 获取所述第一差值与所述第二差值的比值，生成所述截止相位。
[0320] 对于初相位模块1190,所述预设的初相位转换规则可对应于第一相位和第三相位 转换为初相位的公式。根据式（26)和式（27)，可生成与所述预设的初相位转换规则对应的 初相位公式（29):
[0321]
[0322] 式中，PH<p为电力信号初相位检测值，单位rad。
[0323] 对于全相位差模块1200,根据所述电力信号的截止相位、所述电力信号的初相位、 预设信号周期数，所述电力信号的全相位差公式为式（30):
[0324]
[0325] 式中，APH电力信号的全相位差检测值，单位rad为所述电力信号的截止相 位检测值，单位rad; 为所述电力信号的初相位检测值，单位rad ;C2II为所述预设信号 周期数，单位无量纲。
[0326]为了验证本发明电力信号的全相位差检测系统具有较高的准确度，给出一实验信 号，为式（31):
[0327]
[0328]o= 23ift
[0329] 在信号基波频率变化范围在45Hz_55Hz，取信号整数周期数约为11，信号初相位 变化0~± /2、单位rad，信号的采样频率为10kHz，信号的离散数据量化位数24bit，频 率初测相对误差〈I±0.25% |，得到信号全相位差检测相对误差绝对值|APHe"(f) |随信 号基波频率f?变化特性的实验结果图，图4所示。图4给出的实验信号全相位差检测准确 度在10 量级。
[0330] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，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，只要这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。
[0331] 以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，还可以做出若干变形和改进，这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以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种电力信号的全相位差检测方法，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 预设序列长度的正向信号序列； 对所述正向信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并以所述初步频 率为参考频率； 将所述正向信号序列反向输出，获得所述正向信号序列的反褶序列； 分别将所述反褶序列和所述正向信号序列进行截短，获得序列长度相同的反褶截短 序列和正向截短序列，其中，截短的长度为所述正向信号序列的单位周期序列长度的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反褶序列相乘，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正弦函数分别与所述反褶截短序列相乘，生成第二 实频向量序列和第二虚频向量序列； 以所述余弦函数和所述正弦函数分别与所述正向信号序列相乘，生成第三实频向量序 列和第三虚频向量序列； 以所述余弦函数和所述正弦函数分别与所述正向截短序列相乘，生成第四实频向量序 列和第四虚频向量序列； 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； 分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字滤波，生成第三实频 向量滤波序列和第三虚频向量滤波序列； 分别对所述第三实频向量滤波序列和所述第三虚频向量滤波序列进行积分运算，生成 第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值； 分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字滤波，生成第四实频 向量滤波序列和第四虚频向量滤波序列； 分别对所述第四实频向量滤波序列和所述第四虚频向量滤波序列进行积分运算，生成 第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值； 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，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， 将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频 向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位； 根据预设的截止相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述电力信号 的截止相位； 根据预设的初相位转换规则，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述电力信号的 初相位； 将所述截止相位与所述初相位的差值转换为所述电力信号的全相位差。2. 根据权利要求1所述的电力信号的全相位差检测方法，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 丄； 其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲，（int)表示取整，C211为所述预设信号周期 数，单位无量纲，T2 "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所述的电力信号的全相位差检测方法，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所述的电力信号的全相位差检测方法，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全相位差检测方法，其特征在于， 根据预设的截止相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述电力信号的截 止相位： 获取所述第一相位与所述反褶截短序列长度的乘积，生成第一乘积； 获取所述第二相位与所述反褶序列长度的乘积，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； 获取所述反褶截短序列长度与所述反褶序列长度的差值，生成第二差值； 获取所述第一差值与所述第二差值的比值，生成所述截止相位。6. -种电力信号的全相位差检测系统，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正向信号序列； 初测模块，用于对所述正向信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并 以所述初步频率为参考频率； 反褶模块，用于将所述正向信号序列反向输出，获得所述正向信号序列的反褶序列； 截短模块，用于分别将所述反褶序列和所述正向信号序列进行截短，获得序列长度相 同的反褶截短序列和正向截短序列，其中，截短的长度为所述正向信号序列的单位周期序 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 述反褶序列相乘，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正弦函数分别与所述反褶截短 序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列； 第三混频模块，用于以所述余弦函数和所述正弦函数分别与所述正向信号序列相乘， 生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列； 第四混频模块，用于以所述余弦函数和所述正弦函数分别与所述正向截短序列相乘， 生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列； 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； 第三滤波模块，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字 滤波，生成第三实频向量滤波序列和第三虚频向量滤波序列； 第三积分模块，用于分别对所述第三实频向量滤波序列和所述第三虚频向量滤波序列 进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值； 第四滤波模块，用于分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字 滤波，生成第四实频向量滤波序列和第四虚频向量滤波序列； 第四积分模块，用于分别对所述第四实频向量滤波序列和所述第四虚频向量滤波序列 进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值； 相位转换模块，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，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，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相 位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位； 截止相位模块，用于根据预设的截止相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位 转换为所述电力信号的截止相位； 初相位模块，用于根据预设的初相位转换规则，将所述第三相位和所述第四相位转换 为所述电力信号的初相位； 全相位差模块，用于将所述截止相位与所述初相位的差值转换为所述电力信号的全相 位差。7. 根据权利要求6所述的电力信号的全相位差检测系统，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 丄； 其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲，（int)表示取整，C211为所述预设信号周期 数，单位无量纲，T2 "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所述的电力信号的全相位差检测系统，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所述的电力信号的全相位差检测系统，其特征在于，所述相位转换 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全相位差检测系统，其特征在 于，所述截止相位模块还用于： 获取所述第一相位与所述反褶截短序列长度的乘积，生成第一乘积； 获取所述第二相位与所述反褶序列长度的乘积，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； 获取所述反褶截短序列长度与所述反褶序列长度的差值，生成第二差值； 获取所述第一差值与所述第二差值的比值，生成所述截止相位。
【专利摘要】本发明涉及一种电力信号的全相位差检测方法和系统，所述方法包括：对采样所得的正向信号序列进行方向输出生成反褶序列；分别对正向信号序列和反褶序列进行截短生成两组截短信号序列；以所测参考频率的余弦函数和正弦函数分别与正向信号序列、反褶序列和两组截短信号序列相乘生成四组实频向量序列和虚频向量序列；通过对四组虚频向量序列和实频向量序列数字滤波，生成四组虚数向量滤波序列和实数向量滤波序列，进而积分生成四组虚数向量积分值和实数向量积分值；将四组实数向量积分值和虚数向量积分值转换为四个相位，将四个相位转换为初相位和截止相位，将截止相位与初相位的差值转换为全相位差。实施本发明，可获得准确度较高的全相位差。
【IPC分类】G01R25/00
【公开号】CN105004925
【申请号】CN201510405804
【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28日
【申请日】2015年7月9日