根据余弦函数调制的电力信号全相位差检测方法和系统的制作方法_3

文档序号:9430926阅读:来源:国知局
)为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;Ndi为 陷波参数1 ;Nd2为陷波参数2。
[0129] 同样,在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(13):
[0130]
[013引 对R2(n)l2(n)n= 0, 1,2, 3,____,N,-l
[0134]对RD2(n)I〇2(n)n= 0, 1,2, 3,----,N,-3Ndi-3Nd2-1
[013引其中,RD2(n)为所述第二实频向量陷波序列;lD2(n)为所述第二虚频向量陷波序 列;K(Q)为数字滤波在频差Q的无量纲增益;a(Q)为数字滤波在频差Q的移相,单位 为rad;Ndi为陷波参数1;ND2为陷波参数2。
[0136] 在一个实施例中,本发明采用现有技术中已有的积分器进行积分运算。通过积分 器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,得到第一实 频向量积分值和第一虚频向量积分值为式(14):
[0137]
[0139]n=0, 1, 2, 3,.......,L1 一 1
[0140]L1=N-3Ndi-3N〇2
[0141] (14)
[014引其中,Ri为第一实频向量积分值;I1为第一虚频向量积分值;L1为积分计算长度 1,单位无量纲,L1为0. 5倍单位周期序列长度。
[0143] 同样,通过积分器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,得到第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值为式(15):
[0144]
[0146] n= 0, 1, 2, 3,.......,L2-1
[0147]L2 =N,-3Ndi-3Nd2
[014引 (巧)
[0149]其中,R2为第二实频向量积分值;I2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0. 25倍单位周期序列长度。
[0150] 在一个实施例中,步骤S120可W包括:
[0151] 确定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;
[0152] 将所述第一比值的反正切函数值的相反数作为所述第一相位;
[0153] 确定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;
[0154] 将所述第二比值的反正切函数值的相反数作为所述第二相位。
[0155] 如式(16)和式(17)所示,得到的第一相位和第二相位分别为:
[0162] 其中,PHi为第一相位,单位为rad;Ri为第一实频向量积分值;I1为第一虚频向量 积分值;P&为第二相位,单位为rad;R2为第二实频向量积分值;I2为第二虚频向量积分 值;L1为所述无量纲单位的积分计算长度1 ;L2为所述无量纲单位的积分计算长度2。
[0163] 需要说明的是,上述第一比值、第二比值仅仅为了区分各个比值,并不对比值的顺 序加W限定。
[0164] 得到第一相位和第二相位后,在一个实施例中,可W根据式(18)确定余弦函数调 审惦列的初相位恥tart:
[0165]
(18)
[0166] 电力信号的全相位差为信号正弦频率与余弦函数调制序列时间长度的乘积。全相 位差AK1与初相位化tart的关系是:初相位fstat本质上代表了所述预设序列长度对应所述 整数信号周期数的误差值,如果误差值为零,则所述全相位差为2 31整倍数,反之所述全相 位差非2n整倍数,初相位(Pshrt2倍的相反数正好反映了 2n整倍数和非2n整倍数的误 差值。
[0167] 在一个实施例中,可W根据式(19)确定电力信号的全相位差APH:
[016引
(19)
[0169] 其中,2 31C2。为2 31整倍数的全相位差;当C2。= 11时,2 31C2。= 22 31,则APH 的范围在22 31左右,单位为rad。
[0170] 为了更好的理解本发明技术方案达到的技术效果,下面结合一个具体实施例进行 说明。
[0171] 假设给出的一实验信号为式(20):
[0172]
[017引0 = 2 31ft
[0174] 信号基波频率变化范围在45化-5甜z,取整数信号周期数约为11,信号初相位变 化范围0~±0. 375nrad,信号的采样频率为10曲Z,信号的离散数据量化位数24bit,频率 初测相对误差<1+0. 25%I,得到电力信号全相位差检测相对误差绝对值IAPHc"(f)I随 信号基波频率f变化特性的实验结果如图3所示。根据图3可W看出,本发明给出的实验 信号全相位差检测准确度在10 1°量级,准确度较高。
[01巧]基于同一发明构思,本发明还提供一种根据余弦函数调制的电力信号全相位差检 测系统,下面结合附图对本发明系统的【具体实施方式】做详细描述。
[017引如图4所示,一种根据余弦函数调制的电力信号全相位差检测系统,包括:
[0177] 初步采样序列长度确定模块101,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,得到初步采样序列长度;
[0178] 初步采样序列获取模块102,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,获取所述电力信号的初步采样序列;
[0179] 参考频率确定模块103,用于对所述初步采样序列进行频率初测,获取所述电力信 号的初步频率,根据所述初步频率确定参考频率;
[0180] 单位周期序列长度确定模块104,用于根据所述预设采样频率和所述参考频率,得 到所述电力信号的单位周期序列长度;
[0181] 预设序列长度确定模块105,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,得到预设序列长度;
[0182] 正向序列获取模块106,用于根据所述预设序列长度,从所述初步采样序列中获取 正向序列;
[0183] 反權序列获取模块107,用于将所述正向序列反向输出,获取所述正向序列的反權 序列;
[0184] 余弦函数调制序列确定模块108,用于将所述正向序列和所述反權序列相加,得到 零初相位的余弦函数调制序列;
[0185] 截短序列获取模块109,用于将所述余弦函数调制序列进行截短,获得截短序列;
[0186] 第一向量序列确定模块110,用于将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的 正弦函数分别与所述余弦函数调制序列相乘,得到第一实频向量序列和第一虚频向量序 列;
[0187] 第二向量序列确定模块111,用于将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的 正弦函数分别与所述截短序列相乘,得到第二实频向量序列和第二虚频向量序列;
[018引第一陷波序列确定模块112,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,得到第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列;
[0189] 第一积分值确定模块113,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,得到第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值;
[0190] 第二陷波序列确定模块114,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,得到第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列;
[0191] 第二积分值确定模块115,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,得到第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值;
[0192] 相位确定模块116,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;
[0193] 初相位确定模块117,用于根据预设的截止相位转换规则,将所述第一相位和所述 第二相位转换为所述余弦函数调制序列的初相位;
[0194] 全相位差确定模块118,用于根据预设的全相位差转换规则,将所述余弦函数调制 序列的初相位转换为所述电力信号的全相位差。
[0195] 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。电力信号频率范围一般为45化~55化。所W电力信号频率范围的下限fmm可W 取为45化。预设整数信号周期数C2。可W根据实际需要进行设置,例如,可W将预设整数信 号周期数C2。设置为11。在一个实施例中,所述初步采样序列长度确定模块101可W根据
确定初步采样序列长度成tart,其中(int)表示取整,f。为预设采样频 率。
[0196]所述初步采样序列长度确定模块101得到初步采样序列长度后,初步采样序 列获取模块102根据初步采样序列长度对电力信号进行初步采样。例如,所述电力信 号为单基波频率余弦函数信号,初步采样序列获取模块102根据初步采样序列长度对 单基波频率余弦函数信号进行初步采样,获得的电力信号的初步采样序列Xghft(n)为:
其中,A为信号幅值;《为信号频率;屯=^ ,为采 丄TY 样间隔;f。为预设采样频率;n= 0, 1,2, 3,……,N 为序列离散数冲为信号初相位; Ngtart为初步采样序列长度。
[0197] 初步采样序列获取模块102得到初步采样序列后,参考频率确定模块103可W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等对初步采样序列进行频率初测,获取初步频率《〇。在 一个实施例中,参考频率确定模块103可W将该初步频率作为参考频率,即参考频率= CO0 〇
[0198] 参考频率确定模块103得到参考频率后,在一个实施
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1