将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种将电力信号转换为零初相位信号序列 的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 电力系统的频率测量、相位测量、幅值测量等在本质上均为正弦参数的测量。傅里 叶变换是实现正弦参数测量的基本方法，在电力系统中有广泛的应用。但随着正弦参数测 量技术的发展，傅里叶变换存在的问题越显突出，其难以进一步满足电力系统对正弦参数 高准确度计算的要求。
[0003] 在电力系统正弦参数测量方面，有多种测量方法，如零交法、基于滤波的测量法、 基于小波变换法、基于神经网络的测量法、基于DFT变换的测量法等。但是电网运行额定工 频在50Hz附近，属于频率较低的正弦频率。由于实际信号处理技术的局限性和信号构成的 复杂性，上述测量方法对正弦参数测量精度低，抗谐波和噪声干扰性差。
【发明内容】
[0004] 基于上述情况，本发明提出了一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和 系统，获取零初相位信号序列，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
[0005] 为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
[0006] -种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，包括以下步骤：
[0007] 根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述 电力信号的初步采样序列长度；
[0008] 根据所述初步采样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 初步米样序列；
[0009] 对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述 初步频率设定所述电力信号的参考频率；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
[0013] 将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
[0014] 将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制 序列；
[0015] 将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制 序列；
[0016] 对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余 弦函数调制序列的平均幅值；
[0017] 对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正 弦函数调制序列的平均幅值；
[0018] 对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序 列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零 初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所 述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
[0019] 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；
[0020] 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；
[0021] 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陷波，生成第一 实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
[0022] 分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷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；
[0023] 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陷波，生成第二 实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
[0024] 分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷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；
[0025] 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；
[0026] 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 述正向序列的平均初相位；
[0027] 根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电 力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列。
[0028] -种将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，包括：
[0029] 采样序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整 数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
[0030] 初步采样模块，用于根据所述初步采样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采样序列；
[0031] 频率初测模块，用于对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初 步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
[0032] 单位周期序列长度模块，用于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；
[0033] 预设序列长度模块，用于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；
[0034] 正向序列模块，用于根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力 信号的正向序列；
[0035] 反褶序列模块，用于将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶 序列；
[0036] 余弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电 力信号零初相位余弦函数调制序列；
[0037] 正弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电 力信号零初相位正弦函数调制序列；
[0038] 余弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积 分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
[0039] 正弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积 分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
[0040] 零初相位选择序列模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所 述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的 平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦 函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位 选择序列；
[0041] 第一向量序列生成模块，用于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；
[0042] 第二向量序列生成模块，用于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；
[0043] 第一向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频 向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
[0044] 第一向量积分值生成模块，用于分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚 频向量陷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；
[0045] 第二向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频 向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
[0046] 第二向量积分值生成模块，用于分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚 频向量陷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；
[0047] 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，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；
[0048] 平均初相位模块，用于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正向序列的平均初相位；
[0049] 零初相位输出信号序列模块，用于根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初 相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号 序列。
[0050]与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将电力信号转换为零初相位信号 序列的方法和系统，获得初步采样序列长度，并对电力信号进行初步采样，获得初步采样序 列；对初步采样序列进行频率初测，生成初步频率，设定参考频率；根据预设采样频率和参 考频率，获得单位周期序列长度；根据预设整数信号周期数和单位周期序列长度，获得预设 序列长度；从初步采样序列中获得正向序列，进一步获得反褶序列；根据正向序列和反褶 序列获取零初相位余、正弦函数调制序列；从零初相位余、正弦函数调制序列获取零初相位 选择序列；分别将参考频率的余弦函数和正弦函数与正向序列相乘，再分别与反褶序列相 乘，进行数字陷波、向量积分、向量积分值转换、相位转换，获得正向序列的平均初相位，将 零初相位选择序列的幅值恢复为电力信号的幅值，获得零初相位输出信号序列。对于任意 初相位的信号序列，通过零初相位调制，得到零初相位或初相位在零附近的调制序列，避开 了信号序列任意初相位问题的影响，同时零初相位调制序列携带了数值较大的信号序列全 相位差信息，可显著的提高正弦参数计算的准确度，提高抗谐波和噪声干扰性。
【附图说明】
[0051] 图1为一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的方法流程图；
[0052] 图2为一个实施例中正向序列和反褶序列示意图；
[0053] 图3为一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0054] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述。
[0055] 本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非 明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是 可以调整的。
[0056] -个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，如图1所示，包括以 下步骤：
[0057] 步骤SlOl :根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期 数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
[0058] 步骤S102 :根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述 电力信号的初步采样序列；
[0059] 步骤S103 :对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率， 并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
[0060] 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；
[0061] 步骤S105 :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；
[0062] 步骤S106 :根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的 正向序列；
[0063] 步骤S107 :将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
[0064] 步骤S108 :将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余 弦函数调制序列；
[0065] 步骤S109 :将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正 弦函数调制序列；
[0066] 步骤SllO :对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述 零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
[0067] 步骤Slll :对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述 零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
[0068] 步骤S112 :对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和