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_3

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滤波计算表达为式(17):
[0135] R+end (η) = X 丨⑷(n)cos((;).、Tn)=-专-cos(n Τη + φ2) 2 A
[0136] :,mi(n) = x :,nd(n)sin(〇),Tn) = -y sin(n Τη + φ2)
[0137] R-end(-?χ) = Χ cnd(-n)cos(-o)、Tri)=令〇^( -?Τη + β2) (16): 2
[0138] I-- (-η) = X-end (-n)sin(一⑴.Τη) = ->η( - ΩΤη + 闕
[0139] Ω = ω i_ ω s
[0140] η = 0,1,2, · · ·,Ν-1
[0141] 式中,R+end ( η )为再次正实频混频序列,I+end (η )为再次正虚频混频序列,R-end ( -η )
[0142] 为再次反实频混频序列,I-end(-n)为再次反虚频混频序列,cos( c〇sTn)或cos(-c〇sTn)为参 考频率的离散余弦函数,sin(cosTn)或sin(-co sTn)为参考频率的离散正弦函数。
2sin(^^) 2sm(QTNm )[0146] Κ(Ω} =丨 -f[ 2 -f (,7).?ΤΝ丨)丨 ΩΤΝ[Γ V l. / 乂,
[0143]
[0144]
[0145]
[0147] Nd = 3Ndi+3Nd2
[0148] Nd<N
[0149] n = 0,l,2, · · ·,Nd_1
[0150] 式中,R+end为再次正实频数字滤波终值,单位无量纲;I+end为再次正虚频数字滤波 终值,单位无量纲;R-d为再次反数字滤波终值,单位无量纲;I^d为再次反虚频数字滤波终 值,单位无量纲;Κ(Ω)为数字滤波在频差Ω的幅值增益,单位无量纲;N D1为滤波参数1,即对 ND1个连续离散值相加,然后取其算术平均值作为本次滤波值输出;ND2为滤波参数2,即对N D2 个连续离散值相加,然后取其算术平均值作为本次滤波值输出;Nd为数字滤波使用序列长 度,数量上为6级矩形窗算术平均滤波器滤波参数的总和,小于等于预设序列长度N。
[0151] 在一个实施例中,滤波参数咏:取值为所述参考频率的单位周期序列长度的1.5倍, 目的对1/3分次谐波产生的混频干扰频率进行深度抑制;滤波参数N D2取值为所述参考频率 的单位周期序列长度的2倍,目的对直流、1/2分次、次谐波等产生的混频干扰频率进行深度 抑制。2种滤波参数的6级矩形窗算术平均滤波器滤波计算需要使用信号周期序列长度的 10.5倍。
[0152] 滤波参数ND1和滤波参数ND2表达式为式(18):
[0153] Ndi= (int) (1 · 5Ν2π)
[0154] (18);
[0155] Nd2 = 2N2h
[0156]式中,Ndi为数字滤波参数1,单位无量纲,(int)为取整数,Nd2为数字滤波参数2,单 位无量纲,Ν2π为单位周期序列长度。
[0157] 在一个实施例中,对于步骤S112,再次正相位和再次反相位表达式为(19):
[0158] PH+s;nd = - arctaiK-^t^-) = -Ω 了及 +..φ2 K+end 厶
[0159] (19);
[0160] PH^nd = -arctani-^) = -+ β 2 K-end 么
[0161] 式中,PH+end为再次正相位,PH-end为再次反相位,R+end为再次正实频积分值,单位无 量纲,I +(3nd为再次正虚频积分值,单位无量纲,R-d为再次反实频积分值,单位无量纲,lid 为再次反虚频混频积分值,单位无量纲,N D为数字滤波使用序列长度,φ2为再次正向序列初 相位,β2为再次反褶序列初相位。
[0162] 在一个实施例中,对于步骤S113,获得再次平均初相位的表达式为(20):
[關](20),
[0164] 式中PHend-aVg为再次平均初相位,PH+end为再次正相位,PH-end为再次反相位。
[0165] 在一个实施例中,对于步骤S114,获取余弦函数调制序列表达式为(21): X 他 _ Χ-~Λη) + X-v,ui( - n) _ AcosQ' Tn + (p2.H_ Ac〇s( - (ο, Τη + β2 ) C〇s(n 2c〇S(PHeud.avg) 2cos(PHem,avg)
[0166] Λ , τ φ2-β2 =A cos(coi T., n + -~~---} V 21 ) n =0,U2,…,N -1
[0167] 式中,Xc^s(n)为余弦函数调制序列;A为余弦函数调制序列幅值,单位v; 0.5(φ2-β2)为余弦函数调制序列初相位,T为采样间隔时间,η为序列离散数。
[0168] 在一个实施例中,对于步骤S115,获取正弦函数调制序列表达式为(22):
[0169] χ (n) = x,,-:,,1,η)~χ ,,"ι(~η) = AcosjcOj Τη -f φ2)- Acos(-(〇; Τη + β2 ) nJ - -2simPH ,-) - _ 2sin(PH ,-) =Asin(Wj Τ η+·-~-) ( 22 ) 1 " 2 η = 0,1,2,,..,Ν -1
[0170] 式中,Xsin(n)为正弦函数调制序列,Α为正弦函数调制序列幅值、单位ν, 0 5(φ2-β2)为余弦函数调制序列初相位,T为采样间隔时间,η为序列离散数。
[0171] 在一个实施例中,对于步骤S116,获得零初相位基准余弦函数调制序列表达式为 (23): N-:l X0t(Jn) = Xeos (-----+η) - AcosiOj Τ n)
[0172] V 23 ) Ν -1 η=0 1_\ ,---1 2
[0173] 式中,Χ0_(η)为零初相位基准余弦函数调制序列。
[0174] 在一个实施例中,对于步骤S116,获得零初相位基准正弦函数调制序列表达式为 (24): X0、",(n) = x、mn) := Asin(t0, Τ η)
[0175] ' xr . (24) N-.1 η = (λ1,2,..5-~~--1 '2
[0176] 式中,X0sin(n)为零初相位基准正弦函数调制序列。零初相位基准点图形表达,图3 所示。
[0177] 在一个实施例中,所述预设微调频率为小于等于实际信号频率1%的正实数,单位 rad/s,表达为式(25):
[0178] Qset
[0179] (25)
[0180] Ω Set < 0.01
[0181] 式中,Qset为微调频率,单位rad/s,Qset<〇.〇lc〇i。
[0182] 对于步骤S117,获得第一乘法序列为式(26): X j(n) = X0cu、(n)sin(i)、.丨Tn) = A cos",)· Tn)sin(i)、.丨Τη)
[0183] -O^T^ + ysinK^ +〇5et)Tn] (26) N - 1 n =0,I,2,..',-t-1
[0184]对于步骤SI 17,获得第二乘法序列为式(27): X2(n) = XO^^nJcosiQ^Tn) = A sin(coi T n)cos(Q^tTn)
[0185] -ysin[(w; -Ω^)Τη] + ^-8?Ε[(ω; +Oset)Tn] (27) N -1 n =0,1,2,…,十-1
[0186] 对于步骤S117,获得第三乘法序列为式(28): X3(n) - X(\N1 (n)sin(Q^Tn) - A sinCco, Tn n)sin(Q^,Tn)
[0187] -ycosK?, -Ω88[)Τη]-|€〇8[(ω: +0set)Tn] (28 } .. N-l n=0,l,2,...,^--1 2
[0188] 对于步骤S117,获得第四乘法序列为式(29): X4(n) - X0tt^(n)cos(n^,Tn) - Acosio), T n)cos(O^Tn)
[_] =yC〇s[(0)j -Ω..,)Τ n]+ +Qset)Ttt] (29) Ν-! η = 0,1,2,...,--1 ... j
[0190] 式中,XI (η)为第一乘法序列,Χ2(η)为第二乘法序列,Χ3(η)为第三乘法序列,Χ4 (η)为第四乘法序列,Sin(Q se3tTn)为所述微调频率的离散正弦函数,c〇S(Qse3tTn)为所述微 调频率的离散余弦函数。
[0191] 对于步骤S118,获取提高频率的零初相位基准正弦函数序列为式(30): X0,!n, ,(11) - X2(n) + X1 (η) - Asin[((0, +Daet)Tη]
[0192] Λ , ^ N-l , (30) π = 0,1,2,...^---1 2
[0193] X0sin+f (n)为提尚频率的零初相位基准正弦函数序列,序列频率提尚了 Ω set。
[0194] 对于步骤S118,获取降低频率的零初相位基准正弦函数序列为式(31): χ〇 r ((n) - X2(n)- X1 (η(= Asinf^ -Ω^.; )T η]
[0195] Ν-1 (31): 11 = 0山2,...,-^-1 2
[0196] X0sin+f (η)为降低频率的零初相位基准正弦函数序列,序列频率降低了 Ω set。
[0197] 对于步骤S118,获取提高频率的零初相位基准余弦函数序列为式(32): XOc〇s+f (η) = X4(n) - χ3(η) - Acos[(0), + 0set)T η]
[0198] Ν -1 门2 ) π - 0,1,2,...,-- 1 2
[0199] X0?s+f (η)为提高频率的零初相位基准余弦函数序列,序列频率提高了 Ω se3t。
[0200] 对于步骤S118,获取降低频率的零初相位基准余弦函数序列为式(33): X0cos.r(n) = X4(n) + X3(n.>- Acos[(?i -0set)Tn]
[0201] Ν -1 (33) n =0,1,2,...,- 2
[0202] X0?s+f (η)为降低频率的零初相位基准余弦函数序列,序列频率降低了 Ω set。
[0203] -个实施例中从电力信号中获得微调频率基准序列的系统,如图4所示,包括: [0204]初步序列长度模块401,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,获得所述电力信号的初步序列长度;
[0205]初步序列模块402,用于根据所述初步序列长度对所述电力信号进行采样,获得所 述电力信号的初步序列;
[0206]频率初测模块403,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;
[0207]单位周期序列长度模块404,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;
[0208]预设序列长度模块405,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,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;
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