对电力信号序列进行零初相位余弦函数调制方法和系统的制作方法_2

文档序号:9325577阅读:来源:国知局
位为rad/S。在一个实施例中,可以将 该初步频率作为参考频率,即参考频率W s= ω。,参考频率〇^的单位为rad/s。
[0047] 得到参考频率后,在一个实施例中,可以根据式(3)确定单位周期序列长度Ν2π:
[0050] 其中,(int)为取整数;匕为预设采样频率,单位为Hz ;f 3为Hz单位的参考频率, rad/s单位的参考频率;N211的单位无量纲。单位周期序列长度整数化存在1个采样 间隔内的误差。
[0051] 得到单位周期序列长度后,在一个实施例中,根据式(4)确定预设序列长度N :
[0052] N = (int) (C2iiN2ii) (4)
[0053] 其中,(int)为取整数;N的单位无量纲。从式⑷可以看出,预设序列长度N与整 数信号周期数C 211对应。预设序列长度N可以为单位周期序列长度N211的12倍。预设序列 长度所包含的信号周期整数可能存在误差。
[0054] 得到预设系列长度N后,根据预设序列长度,从所述初步采样序列中获取正向序 列。在一个实施例中,基于式(2)得到的初步采样序列,本发明获取的正向序列X 1(Ii)为式 (5):
[0059] 其中,Xstart (η)为初步采样序列;A为信号幅值,单位可以为V ; ω为信号频率,单 位为rad/s ;Τη为采样间隔,单位为s ;η为序列离散数,单位无量纲;φ为信号初相位,单位 为rad ;Ν为正向序列长度,也即是预设序列长度,单位无量纲。
[0060] 基于式(5)得到的正向序列,本发明的反褶序列X J-n)为式(6):
[0061] X 土(_n) = Xi (N_n) = Acos (_ ω Τηη+β )
[0062] η = 0, 1,2, 3,....., N-I (6)
[0063] 其中,β为反褶序列初相位,反褶序列初相位是正向序列的截止相位,即所述电力 信号的截止相位,单位为rad ;Ν为反褶序列长度,如图2所示,反褶序列长度与正向序列长 度相同,单位无量纲。
[0064] 基于式(5)的正向序列和式(6)得到的反褶序列,本发明得到零初相位或初相位 在零附近的余弦函数调制序列X ras (η)为式(7):
[0066] η = 0, 1, 2, 3,....., N-I
[0067] 其中,2Acos[0.5(q>+p)]为余弦函数调制序列幅值,单位可以为V ;.0.5(φ-β)为余 弦函数调制序列初相位,单位为rad。正向序列初相位φ和反褶序列初相位β的变化范围 可以在 0 ~±0. 375 Jirad0
[0068] 由于预设序列长度对应预设整数信号周期数存在误差,原因之一是参考频率误差 引起的误差,原因之二是预设序列长度的整数化误差。如果所述的误差为零,则余弦函数调 制序列初相位〇*5(φ-β)为零,反之余弦函数调制序列初相位0.5(φ-β)在零附近。所述初相 位0.5(φ-β)与零值比较的误差与所述预设整数信号周期数的误差之间为正比关系。
[0069] 本发明得到的所述余弦函数调制序列避开了信号序列初相位变化较大问题的影 响,同时所述余弦函数调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息,可显著的提高 正弦参数测量的准确度、提高抗谐波和噪声干扰性。
[0070] 基于同一发明构思,本发明还提供一种对电力信号序列进行零初相位余弦函数 调制的系统,下面结合附图对本发明系统的【具体实施方式】做详细描述。
[0071] 如图3所示,一种对电力信号序列进行零初相位余弦函数调制的系统,包括:
[0072] 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;
[0073] 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;
[0074] 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;
[0075] 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;
[0076] 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;
[0077] 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;
[0078] 反褶序列获取模块107,用于将所述正向序列反向输出,获取所述正向序列的反褶 序列;
[0079] 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褶序列相加,得到 零初相位余弦函数调制序列。
[0080] 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45ΗΖ~55Hz。所以电力信号频率范围的下限心"可以 取为45Hz。预设整数信号周期数C 211可以根据实际需要进行设置,例如,可以将预设整数信 号周期数C211设置为偶数。在一个实施例中,所述初步采样序列长度确定模块101可以根 据]
1?确定初步采样序列长度Nstart,其中(int)表示取整,f n为预设采样 频率。
[0081] 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 为单基波频率的余弦函数信号,初步采样序列获取模块102根据初步采样序列长度对单 基波频率的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X start(η)为:
,其中,A为信号幅值;ω为信号频率
,为采 样间隔;fn为预设采样频率;η = 0, 1,2, 3,.....,N start-l,为序列离散数;中为信号初相位; NstartS初步采样序列长度。
[0082] 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可以通 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ω。。在 一个实施例中,参考频率确定模块103可以将该初步频率作为参考频率,即参考频率W s = ω〇〇
[0083] 参考频率确定模块103得到参考频率后,在一个实施例中,单位周期序列长度确 定模块104可以根据
_确定单位周期序列长度N211。其中(int)为取整数, fn为预设采样频率,
,:^为Hz单位的参考频率,ω 3为rad/s单位的参考频率。 单位周期序列长度整数化存在1个采样间隔内的误差。
[0084] 单位周期序列长度确定模块104得到单位周期序列长度后,在一个实施例中,预 设序列长度确定模块105根据N= (int)(C2lIN2lI)确定预设序列长度N。其中(int)为取 整数,C 211为预设整数信号周期数,N211为单位周期序列长度。从该式可以看出,预设序列长 度N与整数信号周期数C 211对应。预设序列长度N可以为单位周期序列长度N 2π的12倍。 预设序列长度所包含的信号周期整数可能存在误差。
[0085] 预设序列长度确定模块105得到预设系列长度N后,正向序列获取模块106根据 预设序列长度,从所述初步采样序列中获取正向序列。在一个实施例中,基于上述初步采样 序列获取模块102得到的初步采
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