对电力信号进行正交调制的方法和系统的制作方法_2

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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;
[0063] 步骤S113:根据预设的序列平均初相位转换规则,将所述第一相位和所述第二相 位转换为所述第一正向序列的平均初相位;
[0064] 步骤Sl 14:将所述平均初相位与± /4相位进行比较,获得与所述± /4相位 比较的相位比较差值;
[0065]步骤S115:根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长 度,获得新的预设序列起始点;
[0066]步骤S116:根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度,从所述初步序列 中获得所述电力信号的第二正向序列;
[0067] 步骤S117:将所述第二正向序列反向输出,获得与所述第二正向序列对应的第二 反褶序列;
[0068] 步骤S118:将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加,获得所述电力信号的 余弦函数调制序列,将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减,获得所述电力信号的 正弦函数调制序列。
[0069] 从以上描述可知,本发明获得幅值基本一致的正交调制序列,具有优良的计算特 性,提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
[0070] 其中,对于步骤S101,根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信 号周期数,获得所述电力信号的初步序列长度;
[0071] 所述电力信号是一种基波成分为主的正弦信号。正弦信号广指正弦函数信号和余 弦函数信号。
[0072] 在一个实施例中,电力系统频率范围在45Hz-55Hz,取电力信号频率下限f_S 45Hz ;根据实际需要设置所述初设整数信号周期数C211 start,优选地,取C211 start为整数13。
[0073] 在一个实施例中,获得所述初步序列长度为式(1):
[0075] 式中,Nstart为所述初步序列长度,单位无量纲;(int)表示取整数;C 211 start为所述 初设整数信号周期数,单位无量纲;f_为所述信号频率范围的下限,单位Hz ;1为所述预 设采样频率,单位Hz。
[0076] 对于步骤S102,根据所述初步序列长度对所述电力信号进行初步采样,获得所述 电力信号的初步序列。在一个实施例中,所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号,获得 所述电力信号的初步序列为式(2):
[0077]
[0078]其中,Xstart(n)为初步序列;A为所述电力信号的幅值,单位V 为所述电力信号 的频率,单位rad/s ;Tn为采样间隔,单位s ;f n为所述预设采样频率,单位Hz ;n为所述电力 信号的序列离散数,单位无量纲;f为信号(初步序列)初相位,单位rad ;Nstart为初步序列 长度,单位无量纲。
[0079] 对于步骤S103,可通过零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网 络的算法、基于DFT变换的频率算法或基于相位差的频率算法对所述初步序列进行频率初 测,生成所述电力信号的初步频率。
[0080] 在一个实施例中,生成所述初步频率为式(3):
[0081] ?〇 (3);
[0082] 其中,w。为所述初步频率,单位rad/s;
[0083] 优选地,所述参考频率等于所述初步频率为式(4):
[0084] Ws=w。 (4);
[0085] 其中,《s为参考频率,单位rad/s;?。为初步频率,单位rad/s。
[0086] 对于步骤S104,根据所述预设采样频率和所述参考频率,获得所述电力信号的单 位周期序列长度;
[0087] 在一个实施例中,获得所述电力信号的单位周期序列长度为式(5):
[0089] 式中,N211为所述单位周期序列长度,单位无量纲;(int)表示取整数;f nS所述预 设采样频率,单位Hz尤为Hz单位的参考频率;《 3为rad/s单位的参考频率。
[0090] 所述单位周期序列长度整数化存在1个采样间隔内的误差。
[0091] 对于步骤S105,根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号 周期数,并根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度,获得所述电力信号的 预设序列长度;
[0092]在一个实施例中,将所述初设整数信号周期数减1获得预设整数信号周期数,根 据预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度,获得预设序列长度,原则上要求预设序 列长度对应整数信号周期数;
[0093] 在一个实施例中,获得所述预设序列长度为式(6):
[0094] N = (int) (C2iiN2ii)
[0095] (6);
[0096] C2lt=C2ltstart-I
[0097] 其中,N为所述预设序列长度,单位无量纲;(int)表示取整数;N 211为所述单位周 期序列长度,单位无量纲;C211为所述预设整数信号周期数,单位无量纲;C 211 start为所述初 设整数信号周期数,单位无量纲;由于存在误差,所述预设序列长度包含所述单位周期序列 长度整数存在的误差。
[0098] 对于步骤S106,根据预设序列起始点和所述预设序列长度,从所述初步序列中获 得所述电力信号的第一正向序列,在一个实施例中,预设序列起始点值为所述单位周期序 列长度的〇. 5倍;
[0099] 在一个实施例中,获得所述第一正向序列为式(7):
[0100]
[0101] 其中,X1Cn)为第一正向序列;XstartCn)为初步序列;Nset为无量纲单位的预设序列 起始点,初值为〇. 5N2lI;(int)为取整数;A为信号幅值,单位V 为信号频率,单位rad/s ; Tn为采样间隔,单位s ;n为序列离散数,单位无量纲;tp为信号初相位,单位rad;#为第一 正向序列初相位,单位rad ;N所述预设序列长度;Nstart为初步序列长度,单位无量纲。
[0102] 所述第一正向序列的图形表达,如图2所示。
[0103] 对于步骤S107,将所述第一正向序列反向输出,获得与所述第一正向序列对应的 第一反褶序列;
[0104] 在一个实施例中,获得第一反褶序列为式(8):
[0105] X ! (-n) = X1 (N-n) = Acos (- ? Tnn+ 0 I)
[0106] (8);
[0107]n = 0, 1,2, 3,? ? ?,N-I
[0108] 式中,X J-n)为第一反褶序列;13 1为第一反褶序列初相位,单位rad。关系上,第 一反褶序列初相位是第一正向序列的截止相位;N为所述预设序列长度。
[0109] 所述第一反褶序列的图形表达,如图2所示。
[0110] 对于步骤S108,分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所 述第一正向序列相乘,生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列;
[0111] 在一个实施例中,在不考虑所述混频干扰频率成分时,得到混频序列为式(9):
[0112]
[0113] 式中,R1(Ii)为第一实频向量序列;I1(Ii)为第一虚频向量序列;Q为rad/s单位的 信号频率与参考频率的频差;N为所述预设序列长度。
[0114] 对于步骤S109,分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所 述第一反褶序列相乘,生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列;
[0115] 在一个实施例中,在不考虑所述混频干扰频率成分时,得到混频序列为式(10):
[0117] 式中,R2(n)为第二实频向量序列;I2(n)为第二虚频向量序列;Q为rad/s单位的 信号频率与参考频率的频差;N所述预设序列长度。
[0118] 对于步骤S110,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积分 计算,生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值;
[0119] 在一个实施例中,生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值,为式(11):
[0120]
[0121] 其中,&为第一实频向量积分值;Ii为第一虚频向量积分值。
[0122] 对于步骤S111,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积分 计算,生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值;
[0123] 在一个实施例中,生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值,为式(12):
[0125] 其中,私为第二实频向量积分值;I 2为第二虚频向量积分值。
[0126] 对于步骤S112,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;
[0127] 在一个实施例中,可通过以下公式(13)-(14)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;
[0130] 其中,PH1为第一相位,单位rad ;R i为第一实频向量积分值;I i为第一虚频向量积 分值,PH2为第二相位,单位rad ;R2为第二实频向量积分值;I 2为第二虚频向量积分值。
[0131] 在一个实施例中,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的步骤包括:
[0132] 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第一比值和所述第 二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的第二比值;
[0133] 获取所述第一比值的反正切函数值的相反数,生成所述第一相位,获取所述第二 比值的反正切函数值的相反数,生成所述第二相位。
[0134] 对于步骤S113,根据预设的序列平均初相位转换规则,将所述第一相位和所述第 二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位;
[0135] 在一个实施例中,可通过以下公式(15)将所述第一相位和所述第二相位转换为 所述第一正向序列的平均初相位:
[0136]
[0137] 其中,PH。#第一正向序列的平均初相位,单位rad ;PH % rad单位的第一相位; PH2S rad单位的第二相位。
[0138] 所述平均初相位为所述第一正向序列初相位与所述第一反褶序列初相位的平均 值。
[0139] 对于步骤S114,将所述平均初相位与± /4相位进行比较,获得与所述± /4相 位比较的相位比较差值;
[0140] 在一个实施例中,可通过以下公式(16)进行相位比较:
[0142] 式中APH±II/4S相位比较差值,单位rad;
[0143] 对于步骤S115,根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位
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