从电力信号中获得微调频率基准序列的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9785922阅读:来源:国知局
[0058]步骤S107:根据所述初次正向序列获得所述电力信号的初次反褶序列;
[0059]步骤S108:根据所述初次正向序列获得所述电力信号的初次正相位,并根据所述 初次反褶序列获得所述电力信号的初次反相位;
[0060]步骤S109:根据所述初次正相位和所述初次反相位获得所述电力信号的初次平均 初相位;
[0061 ]步骤S110:将所述初次平均初相位与± π/4进行比较,获得与所述±31/4比较的初 次相位比较值,并根据所述初次相位比较值和所述预设起始点,获得新起始点;
[0062]步骤S111:根据所述新起始点和所述预设序列长度,从所述初步序列中获得所述 电力信号的再次正向序列,并根据所述再次正向序列获得所述电力信号的再次反褶序列; [0063]步骤S112:根据所述再次正向序列获得所述电力信号的再次正相位,并根据所述 再次反褶序列获得所述电力信号的再次反相位;
[0064] 步骤S113:根据所述再次正相位和所述再次反相位获得所述电力信号的再次平均 初相位;
[0065] 步骤S114:将所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加,并根据相加后的结果 和所述再次平均初相位,获得所述电力信号的余弦函数调制序列;
[0066] 步骤S115:将所述再次正向序列和所述再次反褶序列相减,并根据相减后的结果 和所述再次平均初相位,获得所述电力信号的正弦函数调制序列;
[0067] 步骤S116:从所述余弦函数调制序列中心点输出,获得所述电力信号的零初相位 基准余弦函数调制序列;从所述正弦函数调制序列中心点输出,获得所述电力信号的零初 相位基准正弦函数调制序列;
[0068] 步骤S117:将预设微调频率的离散正弦函数与所述零初相位基准余弦函数调制序 列相乘获得所述电力信号的第一乘法序列,将所述预设微调频率的离散余弦函数与所述零 初相位基准正弦函数调制序列相乘获得所述电力信号的第二乘法序列,将预设微调频率的 离散正弦函数与所述零初相位基准正弦函数调制序列相乘获得所述电力信号的第三乘法 序列,将所述预设微调频率的离散余弦函数与所述零初相位基准余弦函数调制序列相乘获 得所述电力信号的第四乘法序列;
[0069] 步骤S118:将所述第二乘法序列与所述第一乘法序列相加,获得所述电力信号的 提高频率的零初相位基准正弦函数序列;将所述第二乘法序列与所述第一乘法序列相减, 获得所述电力信号的降低频率的零初相位基准正弦函数序列;将所述第四乘法序列与所述 第三乘法序列相减,获得所述电力信号的提高频率的零初相位基准余弦函数序列;将所述 第四乘法序列与所述第三乘法序列相加,获得所述电力信号的降低频率的零初相位基准余 弦函数序列。
[0070] 从以上描述可知,本发明获得微调频率基准序列,提高正弦参数计算的准确度,实 际应用价值高。
[0071] 其中,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。
[0072] 在一个实施例中,电力系统频率范围在45Ηζ-55Ηζ,取电力信号频率下限fminS 45Hz;根据实际需要设置所述预设整数信号周期数C2II,在一个实施例中,取C2II为13。
[0073] 在一个实施例中,对于步骤S101,获得所述初步序列长度为式(1):
[0074] N、u,rt (.1);
[0075] 式中,Nstart为初步序列长度;(int)表示取整;C2lI为预设整数信号周期数;f min为电 力信号频率范围的下限,单位Hz; f为预设采样频率,单位Hz。
[0076] 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,对于步骤S102,获 得所述电力信号的初步序列为式(2):
[0077] X_.:(n) = Acos^ T φ) Τ = - (2);
[0078] f n = 0,l,2y,Nstart-l
[0079] 其中,Xstart(n)为所述初步序列;A为信号幅值,单位v; c〇i为信号频率,T为采样间 隔时间,f为预设采样频率,单位Ηζ,η为序列离散数,φ为初步序列初相位,Nstart为初步序列 长度。
[0080] 对于步骤S103,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序列进行频率初 测,获取所述初步频率。
[0081] 在一个实施例中,生成所述初步频率为式(3): ω。(3);
[0082] 优选地,所述参考频率等于所述初步频率为式(4): cos= ω。(4);
[0083] 其中,cos为参考频率,ω。为初步频率。
[0084] 在一个实施例中,对于步骤S104,获得所述电力信号的单位周期序列长度为式 (5):
[0085] ( 5 ω.
[0086] 式中,Ν2π为所述单位周期序列长度;(int)为取整数;f为预设采样频率。
[0087] 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。
[0088] 在一个实施例中,对于步骤S105,获得所述预设序列长度为式(6):
[0_ 一…尊、-Π ~]ΜΑ-数 ⑷ !(int)[(C:,r --l)N:J-l iim)[(- 1) N:,J力偶数
[0090] 其中,N为预设序列长度,C2II为预设整数信号周期数,N为奇数。
[0091] 在一个实施例中,预设起始点为所述单位周期序列长度的0.5倍;
[0092]在一个实施例中,对于步骤S106,获得所述初次正向序列为式(7):
[0093] X+Start(ti) = Xstart (Psm + η) = Μ?φ, I ??+ φ?)
[0094] Pstart=(int)(0.5N2lI) (7);
[0095] η = 0,1,2, · · ·,Ν-1
[0096] 其中,Xstart (η)为初步序列,X+Start (η)为初次正向序列,Pstart预设起始点,η为序列 离散数,φ?为初次正向序列初相位。初次正向序列图形表达,图2所示。
[0097]在一个实施例中,对于步骤S107,获得初次反褶序列为式(8):
[0098] X-start(-n) =X+start(N-n) =Acos(-〇 i T η+β?)
[0099] (8);
[0100] η = 0,1,2,. . . ,Ν-1
[0101]其中,X-start(-n)为初次反褶序列,X+Start(n)为初次正向序列,β?为初次反褶序列 初相位,N预设序列长度。所述初次反褶序列的图形表达,如图2所示。
[0102] 在一个实施例中,初次正相位和初次反相位是基于正交混频和积分计算的结果, 在不考虑正交混频的混频干扰频率时,正交混频表达为式(9),积分计算表达为式(10):
[0103] R+slIll (ο) =7 χ ,Μ,π(n)^os((,\Tπ) = y cos(ii Tη + φ?)
[0104] I+sart.(n) = X+Stail (n)sin(wsTn) = -^?η(Ω Τη + φ?.) λ Λ f 9 )*
[0105] R 經(-η) = Χ _(-n)a)s( -=-a)s(-ΩΤη+ρ?) ', 2
[0106] l_stm (- n) =X_start( - n)s:in( ~ ω8:Τη) = -^-sin:(-ΩΤη +p:l) z
[0107] Ω = ω 广 ω s n = 0,1,2,· · ·,N_1
[0108] 其中,R+Start (n)为初次正实频混频序列,I+Start (n)为初次正虚频混频序列,R-start (-11)为初次反实频混频序列,1-!^1;(-11)为初次反虚频混频序列,(308(〇31'11)或(308(-〇 31'11) 为参考频率的离散余弦函数,sin( cosTn)或sin(-cosTn)为参考频率的离散正弦函数,Ω为 信号频率ω i与参考频率ω 3的频差,ω i为信号频率。
[0109]
[0110]
[0111] (1Q)·
[0112]
[0113] η = 0,1,2, · · ·,N-1
[0114] 式中,R+Start初次正实频积分值、单位无量纲,I+Start为初次正虚频积分值、单位无 量纲,R- Start为初次反实频积分值、单位无量纲,I-Start为初次反虚频混频积分值、单位无量 纲。
[0115]在一个实施例中,对于步骤S108,获得初次正相位和初次反相位为式(11): Λττ start ΠΤΝ ,
[0116] ΡΗ·二她(細):= -γ- + φ1 R+start (11); I ?ΤΜ
[0117] PH _=-arctan(-^i2rL) = ---+ β1 -start
[0118] 式中,PH+Start为初次正相位,PH-Start为初次反相位。
[0119] 在一个实施例中,对于步骤S109,获得初次平均初相位的表达式为(12):
[0120] PHstarta¥g = PH-^PH "ll (丨 2 );
[0121 ] 式中,PHstart-avg为初次平均初相位。
[0122] 在一个实施例中,对于步骤S110,将所述初次平均初相位与PHstart-avg与±3i/4进行 比较为式(13):
[0123] --PH 〇 < PH <r- -<r PH < - 4 .、iart,avg v - :start-a-vg ^ Λ start-avg - ^ ΔΡΗ im =< _~_PHstart.avg -- < PH^1|fravgPH,h,rt-avg - 〇 ( 1 3 ), 〇 ph = +.- U Γ -n-startravg - ^
[0124] 式中,Δ PH。?为初次相位比较值,单位rad,PHstart-avg为初次平均初相位。
[0125] 在一个实施例中,获得所述新起始点为式(14):
[0126] Piiew =P_ Kint)(^^N,K) ( 14 );
[0127] 式中,Pnew为新起始点、单位无量纲,Pstart为预设起始点,Δ PH_S初次相位比较 值。
[0128] 在一个实施例中,对于步骤S111,再次正向序列和再次反褶序列为式(15):
[0129] X : ,,llti (η) = Χ.^;ι(Ρ;1,Λ + η) = Acos(wi Τη + φ2)
[0130] X-end(-n)=X+end(N-n)=Acos(-t〇i Τη+β2) (15);
[0131] η = 0,1,2, · · ·,Ν-1
[0132] 式中,X+end(n)为再次正向序列,X-end(-n)为再次反褶序列,φ2为再次正向序列初 相位,β2为再次反褶序列初相位,ω i为信号频率,Τ为采样间隔时间。
[0133] 在一个实施例中,再次正相位和再次反相位是基于正交混频和数字滤波计算的结 果。所述数字滤波由2种滤波参数的6级矩形窗算术平均滤波器所构成。
[0134] 在不考虑正交混频的混频干扰频率时,正交混频表达为式(16),2种滤波参数的6 级矩形窗算术平均滤波器
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