从电力信号中抽取余弦函数基准信号的方法和系统的制作方法_3

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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:
[0129] 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;
[0130] 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。
[0131] 对于步骤S112,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;
[0132] 在一个实施例中,可通过以下表达式(15)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:
[0134] 其中,PH。为正向序列的平均初相位,单位rad TH1为第一相位,单位rad ;?!12为第 二相位,单位rad。
[0135] 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。
[0136] 对于步骤S113,根据所述正向序列的平均初相位,将所述电力信号零初相位的余 弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值,获得幅值恢复序列;
[0137] 在一个实施例中,可通过以下表达式(16),将所述电力信号零初相位的余弦函数 调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值:
[0139] 式中,Xciut(Ii)为所述幅值恢复序列,N为所述正向序列长度,所述正向序列长度等 于所述预设序列长度。
[0140] 对于步骤S114,以所述幅值恢复序列的中心点为基准点,获取所述电力信号的余 弦函数基准信号序列;
[0141] 在一个实施例中,获取余弦函数基准信号序列为式(17)、式(18): CN 105116264 A 说明书 10/18 页
[0143] 式中,Xras+(η)为余弦函数正向基准信号序列,余弦函数正向基准信号序列初相位 为零;η为无量纲单位的序列离散值,N为所述正向序列长度,所述正向序列长度等于所述 预设序列长度。
[0145] 式中,Xras (_η)为余弦函数反向基准信号序列,余弦函数反向基准信号序列初相 位为零;η为无量纲单位的序列离散值,N为所述正向序列长度,所述正向序列的长度等于 所述预设序列长度。
[0146] 所述余弦函数正向或反向基准信号序列的零初相位基准点的图形表达,如图3所 不。
[0147] 一个实施例中从电力信号中抽取余弦函数基准信号的系统,如图4所示,包括:
[0148] 预设序列长度模块401,用于根据电力信号的频率、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预设序列长度,所述预设序列长度为奇数;
[0149] 正向序列模块402,用于根据所述预设序列长度对所述电力信号进行采样,获得所 述电力信号的正向序列;
[0150] 反褶序列模块403,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;
[0151] 余弦函数调制序列模块404,用于将所述正向序列和所述反褶序列相加,获取所述 电力?目号零初相位的余弦函数调制序列;
[0152] 第一向量序列生成模块405,用于分别将所述电力信号频率的余弦函数和所述电 力信号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;
[0153] 第二向量序列生成模块406,用于分别将所述电力信号频率的余弦函数和所述电 力信号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;
[0154] 第一向量陷波序列生成模块407,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;
[0155] 第一向量积分值生成模块408,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;
[0156] 第二向量陷波序列生成模块409,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;
[0157] 第二向量积分值生成模块410,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;
[0158] 相位模块411,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;
[0159] 平均初相位模块412,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;
[0160] 幅值恢复序列模块413,用于根据所述正向序列的平均初相位,将所述电力信号零 初相位的余弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值,获得幅值恢复序列;
[0161] 余弦函数基准信号模块414,用于以所述幅值恢复序列的中心点为基准点,获取所 述电力信号的余弦函数基准信号序列。
[0162] 基于图4所示的本实施例的系统,一个具体的工作过程可以是如下所述:
[0163] 首先预设序列长度模块401根据电力信号的频率、预设采样频率和预设整数信号 周期数,获得预设序列长度;正向序列模块402根据预设序列长度对电力信号进行采样,获 得正向序列;反褶序列模块403将正向序列反向输出,获得反褶序列;余弦函数调制序列 模块404将正向序列和反褶序列相加,获取零初相位的余弦函数调制序列;第一向量序列 生成模块405分别将电力信号频率的余弦函数和正弦函数与正向序列相乘,生成第一实频 向量序列和第一虚频向量序列;第二向量序列生成模块406分别将电力信号频率的余弦函 数和正弦函数与反褶序列相乘,生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列;第一向量陷 波序列生成模块407分别对第一实频向量序列和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;第一向量积分值生成模块408分别对第一 实频向量陷波序列和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;第二向量陷波序列生成模块409分别对第二实频向量序列和第二虚频 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;第二向量 积分值生成模块410分别对第二实频向量陷波序列和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;相位模块411根据预设的相位转换 规则,将第一虚频向量积分值与第一实频向量积分值转换为第一相位,将第二虚频向量积 分值与第二实频向量积分值转换为第二相位;平均初相位模块412根据预设的序列平均初 相位转换规则,将第一相位和第二相位转换为正向序列的平均初相位;幅值恢复序列模块 413根据正向序列的平均初相位,将零初相位的余弦函数调制序列的幅值恢复为电力信号 的幅值,获得幅值恢复序列;余弦函数基准信号模块414以幅值恢复序列的中心点为基准 点,获取余弦函数基准信号序列。
[0164] 从以上描述可知,本发明可从物理实验信号中抽取余弦函数基准信号序列,确定 其零初相位基准点,满足实际需要。
[0165] 其中,在一个实施例中,所述预设序列长度模块401根据电力信号的频率、预设采 样频率和预设整数信号周期数,获得电力信号的预设序列长度,并且要求预设整数信号周 期数为偶数和预设序列长度为奇数,原则上预设序列长度对应预设整数信号周期数;
[0166] 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。
[0167] 通常物理实验电力信号的频率是已知的,在一个实施例中,所述信号频率表达为 式⑴:
[0168] ω (I);
[0169] 式中,ω为rad/s单位的信号频率;
[0170] 在一个实施例中,获得预设序列长度为式(2):
[0172] 式中,N为无量纲单位的预设序列长度;(int)代表取整数;C211为预设整数信号周 期数;N211为无量纲单位的信号单位周期序列长度;fn*Hz单位预设采样频率;ω为 rad/S单位的信号频率;
[0173] 在一个实施例中,预设整数信号周期数C211= 12,预设采样频率fn= ΙΟΚΗζ。
[0174] 所述正向序列模块402根据预设序列长度对所述电力信号进行采样,获得所述电 力信号的正向序列;
[0175] 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,获得所述正向序 列为式(3):
[0177] 其中,Χ+(η)为正向序列;A为信号幅值,单位V ; ω为rad/s单位的信号频率;1;为S单位的采样间隔;fn为Hz单位的采样频率;η为无量单位的序列离散数;Φ为rad单位的 信号初相位;N为无量纲单位的正向序列长度,等于预设序列长度。
[0178] 所述正向序列的图形表达,如图2所示。
[0179] 所述反褶序列模块403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;
[0180] 在一个实施例中,相对正向序列,获得反褶序列为式(4):
[0181] X (-n) =X+(N-n) = Acos (-ω Τηη+β )
[0182] (4);
[0183] η = 0, 1,2, 3, · · ·,Ν_1
[0184] 式中,X (_η)为反褶序列;β为rad单位的反褶序列初相位,关系上,反褶序列初 相位是正向序列的截止相位;η为无量单位的序列离散数;N为无量纲单位反褶序列长度, 等于正向序列长度。
[0185] 所述反裙序列的图形表达,如图2所示。
[0186] 所述余弦函数调制序列模块404将所述正向序列和所述反褶序列相加,获取所述 电力?目号零初相位的余弦函数调制序列,简称调制序列;
[0187] 在一个实施例中,获取零初相位的余弦函数调制序列为式(5):
[0188] CN 10511
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