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_4

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] 在一个实施例中,所述采样序列长度模块301获得所述初步采样序列长度为式 (1):
[0247] 式中,Nstart为所述初步采样序列长度,单位无量纲;(int)表示取整数;C 211为所述 预设整数信号周期数,单位无量纲;f_为所述电力信号频率范围的下限,单位Hz ;fn为所 述预设采样频率,单位Hz。
[0248] 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,所述初步采样模 块302获得所述电力信号的初步采样序列为式(2):
[0251]n = 0, 1,2, 3,???,Nstart-I
[0252] 其中,Xstot(n)为所述初步采样序列;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为所述电力信号的初相位,单位rad ;NstartS 所述初步采样序列长度,单位无量纲。
[0253] 所述频率初测模块303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采样序列 进行频率初测,生成所述电力信号的初步频率。
[0254] 在一个实施例中,生成所述初步频率为式(3):
[0255] ?。(3);其中,w。为所述初步频率,单位rad/s;
[0256] 优选地,所述参考频率等于所述初步频率为式(4):
[0257] Os= ?。⑷;其中,《s为参考频率,单位rad/s;〇。为初步频率,单位rad/s。
[0258] 在一个实施例中,所述单位周期序列长度模块304获得所述电力信号的单位周期 序列长度为式(5):
[0261] 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。
[0262] 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。
[0263] 在一个实施例中,所述预设序列长度为所述单位周期序列长度的11倍,所述预设 序列长度模块305获得所述预设序列长度为式(6):
[0264] N = (int) (C2iiN2ii) (6);
[0265] 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;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。
[0266] 在一个实施例中,所述正向序列模块306获得所述正向序列为式(7):
[0267]
[0268] n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,N-I (7);
[0269] N 彡 Nstart
[0270] 其中,X1Cn)为正向序列;Xstart (n)为初步采样序列;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;印为信号初相位, 单位rad ;N为正向序列长度,单位无量纲,正向序列长度等于所述预设序列长度;Nstart为初 步采样序列长度,单位无量纲。
[0271] 所述正向序列的图形表达如图2所示。
[0272] 在一个实施例中,所述反褶序列模块307获得反褶序列为式(8):
[0273] X ; (_n) = Xi (N_n) = Acos (_ ? Tnn+0 ) (8);
[0274]n = 0, 1,2, 3,…,N-I
[0275] 式中,X1(I)为反褶序列;13为反褶序列初相位,单位rad。关系上,反褶序列初相 位是正向序列的截止相位,即所述电力信号的截止相位;N为反褶序列长度,单位无量纲。 反褶序列长度与正向序列长度相同。
[0276] 所述反褶序列的图形表达如图2所示。
[0277] 在一个实施例中,所述余弦函数调制序列模块308获得零初相位余弦函数调制序 列为式(9):
[0278]
[0279]n = 0, 1,2, 3,? ? ?,N-I
[0280] 式中,XOTS(n)为零初相位余弦函数调制序列;2A Cc4〇.5(cp +pg为零初相位余弦 函数调制序列幅值,单位V ; :0*.?中:-时为零初相位余弦函数调制序列初相位,单位rad ; 9: 为rad/s单位的正向序列初相位;P为rad/s单位的反裙序列初相位。
[0281] 由于所述预设序列长度对应整数信号周期数存在误差,原因之一是参考频率误 差引起的误差,原因之二是所述预设序列长度的整数化误差。如果所述的误差为零,则所 述余弦函数信号序列初相位0.5&-为零,反之初相位〇.5〇P-_在零附近。所述初相位 与零值比较的误差与所述整数信号周期数的误差之间为正比关系。
[0282] 所述零初相位余弦函数调制序列携带oJh-pMn
[0283] 在一个实施例中,所述正弦函数调制序列模块309获得零初相位正弦函数调制序 列为式(10):
[0284]
[0285]n = 0, 1,2, 3,? ? ?,N-I
[0286] 式中,Xsin(n)为零初相位正弦函数调制序列;2Asinp).5:((()+p^为零初相位正 弦函数调制序列幅值,单位V; a5(q>-P)为所述零初相位正弦函数调制序列初相位,单位 rad〇
[0287] 在一个实施例中,所述余弦函数平均幅值模块310获得零初相位余弦函数调制序 列的平均幅值为式(11):
[0289]n = 0, 1,2,? ? ?,N-I
[0290] 式中,Arasavg为零初相位余弦函数调制序列平均幅值,单位V;
[0291] 在一个实施例中,所述正弦函数平均幅值模块311获得零初相位正弦函数调制序 列的平均幅值为式(12):
[0293]n = 0, 1,2,? ? ?,N-I
[0294] 式中,Asinvag为零初相位正弦函数调制序列平均幅值,单位V;
[0295] 在一个实施例中,所述零初相位选择序列模块312对所述零初相位选择序列的选 择为式(13):
[0297]n = 0, 1,2, 3,? ? ?,N-I
[0298] 式中,Xsel (n)为零初相位选择序列。
[0299] 在一个实施例中,所述第一向量序列生成模块313在不考虑所述混频干扰频率成 分时,得到混频序列为式(14):
[0302]n = 1, 2, 3, ... ,N-I
[0303]式中,R1(Ii)为第一实频向量序列;I1(Ii)为第一虚频向量序列;N为无量纲单位的 正向序列长度。
[0304] 在一个实施例中,所述第二向量序列生成模块314在不考虑所述混频干扰频率成 分时,得到混频序列为式(15):
[0307] n = 1,2, 3, ? ? ?,N-I
[0308] 式中,R2(n)为第二实频向量序列;I2(n)为第二虚频向量序列;N为无量纲单位的 反褶序列长度。
[0309] 在一个实施例中,六级算术平均值数字陷波式可为式(16):
[0311]对 X(n) n = 0,l,2,3,...,N-l
[0312]对Xd (n) n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,N-3ND1-3ND2-1
[0313] 其中,X(n)为数字陷波输入序列,序列长度N ;XD(n)为数字陷波输出序列,序列长 度N-3ND1-3ND2;N D1为陷波参数1,即连续离散值相加数量;Nd2为陷波参数2,即连续离散值 相加数量。
[0314] 在一个实施例中,陷波参数Ndi取值为所述参考频率的单位周期序列长度的1. 5 倍,陷波参数Nd2取值为所述参考频率的单位周期序列长度的2倍,六级算术平均值数字陷 波需要使用10. 5倍信号单位周期序列长度。
[0315] 在一个实施例中,所述第一向量陷波序列生成模块315在所述混频干扰频率成分 得到完全抑制前提下,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为(17):
[0319]对 R1W Ijn) n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,N-1
[0320]对Rdi (n) ID1 (n) n= 0, 1, 2, 3,. . . , N-3ND1-3ND2_1
[0321] 其中,Rdi (n)为所述第一实频向量陷波序列;ID1 (n)为所述第一虚频向量陷波序 列;K(Q)为数字陷波在频差Q的无量纲增益;a (Q)为数字滤波在频差Q的rad单位移 相。
[0322] 在一个实施例中,积分运算长度为所述信号周期序列长度的0. 5倍;
[0323] 在一个实施例中,所述第一向量积分值生成模块316生成第一实频向量积分值和 第一虚频向量积分值,为式(18):
[0326] n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,Ll-I
[0327] LI = N-3ND1-3ND2
[0328] 其中,R1为第一实频向量积分值;Ii为第一虚频向量积分值;LI为积分计算长度 1,单位无量纲,Ll为信号周期序列长度的0. 5倍。
[0329] 在一个实施例中,所述第二向量陷波序列生成模块317在所述混频干扰频率成 分得到完全抑制前提下,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为式 (19):
[0333]对 R2 (n) I2 (n) n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,N-1
[0334]对 Rd2 (n) ID2 (n) n = 0,1,2, 3, ? ? ?,N-3ND1-3ND2-1
[0335] 其中,Rd2(n)为所述第二实频向量陷波序列;ID2(n)为所述第二虚频向量陷波序 列;K(Q)为数字陷波在频差Q的无量纲增益;a (Q)为数字滤波在频差Q的rad单位移 相。
[0336] 在一个实施例中,积分运算长度为所述信号周期序列长度的0. 5倍;
[0337] 在一个实施例中,所述第二向量积分值生成模块318生成第二实频向量积分值和 第二虚频向量积分值,为式(20):

[0340] n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,L2-1
[0341] L2 = N-3ND1-3ND2
[0342] 其中,R2为第二实频向量积分值;I 2为第二虚频向量积分值;L2为积分计算长度 2,单位无量纲,L2为信号周期序列长度的0. 5倍。
[0343] 在一个实施例中,所述相位模块319可通过以下公式(21)-(22)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:
[0348] 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;12为第二虚频向量积分值。
[0349] 在一个实施例中,所述平均初相位模块320可通过以下表达式(23)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:
[0350]
[0351] 其中,PH。为正向序列的平均初相位,单位rad ^H1为第一相位,单位rad ;?112为第 二相位,单位rad。所述正向序列的平均初相位为所述正向序列初相位与所述反褶序列初相 位的平均值。
[0352] 在一个实施例中,所述零初相位输出信号序列模块321可通过以下表达式(24), 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:
[0353]
[0354] n = 0, 1,2, 3, ? ? ?,N-I
[0355] 式中,Xciut(Ii)为零初相位输出信号序列。
[0356] 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,
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