根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种根据零初相位基准正弦函数序列 进行频率测量方法和系统。
【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也越显突出，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，还有一些改进的参数测量方法，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(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)变换的测量法等。由于电网运行额定工频在50Hz (赫兹）附近， 属于频率较低的正弦频率，而且在实际的电力信号中存在干扰，例如谐波干扰、电力负荷小 范围内随机波动产生的类似白噪声干扰等，在干扰环境下，这些算法普遍存在的测量准确 度不高的问题。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种根据零初相位基准正弦函数序列进行频 率测量方法和系统，能够提高电力信号频率测量的准确度。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量方法，包括步骤：
[0007] 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，获得初步 序列长度；
[0008] 根据所述初步序列长度对电力信号进行采样，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，得到所述电力信号的初步频率，根据所述初步频 率得到参考频率；
[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] 将所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度相乘，获得预处理序列长 度；
[0012] 根据所述预处理序列长度，从所述电力信号的初步序列中获取预处理序列；
[0013] 对所述预处理序列进行梳状滤波处理，获得梳状滤波序列，其中梳状滤波序列长 度为所述预处理序列在进行梳状滤波处理后的剩余长度；
[0014] 确定所述梳状滤波序列长度与所述单位周期序列长度的比值整数，根据所述比值 整数和所述单位周期序列长度获得预设序列长度，其中所述比值整数为奇数，所述预设序 列长度为奇数；
[0015] 根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述梳状滤波序列中获得第一正向序 列，根据所述第一正向序列获得第一反褶序列；
[0016] 根据所述第一正向序列获得第一正相位，根据所述第一反褶序列获得第一反相 位；
[0017] 根据所述第一正相位和所述第一反相位获得第一平均初相位；
[0018] 根据所述第一平均初相位和预设相位值，获得相位比较值，根据所述相位比较值、 所述预设起始点和所述单位周期序列长度，获得新起始点；
[0019] 根据所述预设序列长度和所述新起始点，从所述梳状滤波序列中获得第二正向序 列，根据第二正向序列获得第二反褶序列；
[0020] 根据所述第二正向序列获得第二正相位，根据所述第二反褶序列获得第二反相 位；
[0021 ]根据所述第二正相位和所述第二反相位获得第二平均初相位；
[0022]将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相减，得到差序列，根据所述差序列和 所述第二平均初相位的正弦函数值，获得正弦函数调制序列；
[0023]从所述正弦函数调制序列中心点输出，获得零初相位基准正弦函数调制序列；
[0024] 将所述零初相位基准正弦函数调制序列与参考频率的离散余弦函数相乘，获得实 频混频序列，将所述零初相位基准正弦函数调制序列与参考频率的离散正弦函数相乘，获 得虚频混频序列；
[0025] 分别对所述实频混频序列和所述虚频混频序列进行数字滤波，获得实频滤波序列 和虚频滤波序列；
[0026]分别对所述实频滤波序列和所述虚频滤波序列进行积分，获得实频积分值和虚频 积分值；
[0027] 根据所述实频积分值和虚频积分值，获得零初相位基准正弦函数调制序列的相 位，根据所述相位获得电力信号的频率。
[0028] -种根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量系统，包括：
[0029]初步序列长度确定模块，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，获得初步序列长度；
[0030] 初步序列获取模块，用于根据所述初步序列长度对电力信号进行采样，获得所述 电力信号的初步序列；
[0031] 参考频率确定模块，用于对所述初步序列进行频率初测，得到所述电力信号的初 步频率，根据所述初步频率得到参考频率；
[0032] 单位周期序列长度确定模块，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；
[0033] 预处理序列长度确定模块，用于将所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列 长度相乘，获得预处理序列长度；
[0034]预处理序列获取模块，用于根据所述预处理序列长度，从所述电力信号的初步序 列中获取预处理序列；
[0035]梳状滤波序列确定模块，用于对所述预处理序列进行梳状滤波处理，获得梳状滤 波序列，其中梳状滤波序列长度为所述预处理序列在进行梳状滤波处理后的剩余长度；
[0036]预设序列长度确定模块，用于确定所述梳状滤波序列长度与所述单位周期序列长 度的比值整数，根据所述比值整数和所述单位周期序列长度获得预设序列长度，其中所述 比值整数为奇数，所述预设序列长度为奇数；
[0037]第一序列获取模块，用于根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述梳状滤波 序列中获得第一正向序列，根据所述第一正向序列获得第一反褶序列；
[0038]第一正反相位确定模块，用于根据所述第一正向序列获得第一正相位，根据所述 第一反褶序列获得第一反相位；
[0039] 第一平均初相位确定模块，用于根据所述第一正相位和所述第一反相位获得第一 平均初相位；
[0040] 新起始点确定模块，用于根据所述第一平均初相位和预设相位值，获得相位比较 值，根据所述相位比较值、所述预设起始点和所述单位周期序列长度，获得新起始点；
[0041] 第二序列获取模块，用于根据所述预设序列长度和所述新起始点，从所述梳状滤 波序列中获得第二正向序列，根据第二正向序列获得第二反褶序列；
[0042] 第二正反相位确定模块，用于根据所述第二正向序列获得第二正相位，根据所述 第二反褶序列获得第二反相位；
[0043] 第二平均初相位确定模块，用于根据所述第二正相位和所述第二反相位获得第二 平均初相位；
[0044]正弦函数调制序列确定模块，用于将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相 减，得到差序列，根据所述差序列和所述第二平均初相位的正弦函数值，获得正弦函数调制 序列；
[0045]零初相位调制序列获取模块，用于从所述正弦函数调制序列中心点输出，获得零 初相位基准正弦函数调制序列；
[0046]混频序列确定模块，用于将所述零初相位基准正弦函数调制序列与参考频率的离 散余弦函数相乘，获得实频混频序列，将所述零初相位基准正弦函数调制序列与参考频率 的离散正弦函数相乘，获得虚频混频序列；
[0047]滤波序列确定模块，用于分别对所述实频混频序列和所述虚频混频序列进行数字 滤波，获得实频滤波序列和虚频滤波序列；
[0048]积分值确定模块，用于分别对所述实频滤波序列和所述虚频滤波序列进行积分， 获得实频积分值和虚频积分值；
[0049]电力信号频率确定模块，用于根据所述实频积分值和虚频积分值，获得零初相位 基准正弦函数调制序列的相位，根据所述相位获得电力信号的频率。
[0050] 本发明根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量方法和系统，获得实频混频 序列和虚频混频序列，然后对所述实频混频序列和所述虚频混频序列进行数字滤波和积 分，获得实频积分值和虚频积分值，根据所述实频积分值和虚频积分值，获得零初相位基准 正弦函数调制序列的相位，根据所述相位获得电力信号的频率。通过本发明方式获得电力 信号的频率，可显著提高电力信号频率测量的准确度。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量方法实施例的流程示 意图；
[0052] 图2为本发明梳状滤波处理在频域幅频特性的示意图；
[0053] 图3为本发明梳状滤波序列、第一正向序列、第一反褶序列的示意图；
[0054] 图4为本发明零初相位基准点的图形示意图；
[0055] 图5为本发明根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量系统实施例的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0056] 为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实 施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
[0057] 如图1所示，一种根据零初相位基准正弦函数序列进行频率测量方法，包括步骤：
[0058] S101、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 初步序列长度；
[0059] S102、根据所述初步序列长度对电力信号进行采样，获得所述电力信号的初步序 列；
[0060] S103、对所述初步序列进行频率初测，得到所述电力信号的初步频率，根据所述初 步频率得到参考频率；
[0061] S104、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；
[0062] S105、将所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度相乘，获得预处理序 列长度；
[0063] S106、根据所述预处理序列长度，从所述电力信号的初步序列中获取预处理序列；
[0064] S107、对所述预处理序列进行梳状滤波