从电力信号中提取正交基准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，特别是涉及一种从电力信号中提取正交基准信号序列 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，本发明提出了一种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法和 系统，获得正交基准信号序列，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] -种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，包括以下步骤：
[0007] 根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述 电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
[0008] 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；
[0009] 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，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， 所述预设序列长度为奇数；
[0012] 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；
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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；
[0017] 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；
[0018] 根据预设的相位转换规则一，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；
[0019] 根据预设的序列平均初相位转换规则一，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；
[0020] 将所述第一正向序列的平均初相位与± 31 /4相位进行比较，获得与所述± 31 /4 相位比较的相位比较差值；
[0021] 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；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 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；
[0025] 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；
[0026] 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二正向序 列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
[0027] 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二反褶序 列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
[0028] 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陷波，生成第三 实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
[0029] 分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷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；
[0030] 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陷波，生成第四 实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
[0031] 分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷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；
[0032] 根据预设的相位转换规则二，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；
[0033] 根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为 所述第二正向序列的平均初相位；
[0034] 根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数 调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号 的正交基准信号序列。
[0035] -种从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，包括：
[0036] 初步序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整 数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
[0037] 初步序列模块，用于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；
[0038] 频率初测模块，用于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，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
[0039] 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；
[0040] 预设序列长度模块，用于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，所述预设序列长度为奇数；
[0041] 第一正向序列模块，用于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；
[0042] 第一反褶序列模块，用于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；
[0043] 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；
[0044] 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；
[0045] 第一向量积分值生成模块，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；
[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；
[0047] 相位模块一，用于根据预设的相位转换规则一，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] 相位检测模块一，用于根据预设的序列平均初相位转换规则一，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；
[0049] 相位比较差值模块，用于将所述第一正向序列的平均初相位与± π/4相位进行 比较，获得与所述± π /4相位比较的相位比较差值；
[0050] 预设序列起始点模块，用于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；
[0051] 第二正向序列模块，用于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；
[0052] 第二反褶序列模块，用于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；
[0053] 余弦函数调制序列模块，用于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；
[0054] 正弦函数调制序列模块，用于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；
[0055] 第三向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的 正弦函数与所述第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
[0056] 第四向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的 正弦函数与所述第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
[0057] 第三向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频 向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
[0058] 第三向量积分值生成模块，用于分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚 频向量陷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；
[0059] 第四向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频 向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
[0060] 第四向量积分值生成模块，用于分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚 频向量陷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；
[0061] 相位模块二，用于根据预设的相位转换规则二，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