获取电力信号的提高频率基准正交序列的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种获取电力信号的提高频率基准正交序 列的方法和系统。
【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。快速 傅里叶变换和离散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。但是上述方法在信号采样过程的非整数周期截断，引起频谱泄漏，而频谱泄漏会产生相 应的误差。
[0003] 在电力系统正弦参数测量方面，有多种测量方法，如加窗口函数方法、采用插值修 正方法等，减小频谱泄漏问题的影响。但是上述测量方法测量精度低，不适合于高准确度正 弦参数的测量。
【发明内容】
[0004] 基于上述情况，本发明提出了一种获取电力信号的提高频率基准正交序列的方法 和系统，提高正弦参数测量的准确度。
[0005] 为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
[0006] -种获取电力信号的提高频率基准正交序列的方法，包括以下步骤：
[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，获得所述 电力信号的初步序列长度；
[0008] 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；
[0009] 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；
[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]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；
[0012] 根据预设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初 次正向序列；
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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； [0016]将所述初次平均初相位与±π/4进行比较，获得与所述±π/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；
[0017] 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；
[0018] 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；
[0019] 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；
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 将所述第一乘法序列与所述第二乘法序列相加，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；将所述第四乘法序列与所述第三乘法序列相减，获得所述电 力?目号的提尚频率的零初相位基准余弦函数序列；
[0025] 根据所述提高频率的零初相位基准正弦函数序列和所述提高频率的零初相位基 准余弦函数序列获得所述电力信号的提高频率的基准正交序列。
[0026] -种获取电力彳目号的提尚频率基准正交序列的系统，包括：
[0027] 初步序列长度模块，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，获得所述电力信号的初步序列长度；
[0028] 初步序列模块，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；
[0029] 频率初测模块，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；
[0030] 单位周期序列长度模块，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；
[0031] 预设序列长度模块，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；
[0032] 初次正向序列模块，用于根据预设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初次正向序列；
[0033] 初次反褶序列模块，用于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；
[0034]初次相位模块，用于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；
[0035]初次平均初相位模块，用于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；
[0036]相位比较模块，用于将所述初次平均初相位与±π/4进行比较，获得与所述±π/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； [0037]再次序列模块，用于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；
[0038]再次相位模块，用于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；
[0039] 再次平均初相位模块，用于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；
[0040] 余弦函数调制序列模块，用于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；
[0041] 正弦函数调制序列模块，用于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；
[0042] 基准函数调制序列模块，用于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；
[0043]乘法序列模块，用于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；
[0044]提高频率基准函数序列模块，将所述第一乘法序列与所述第二乘法序列相加，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；
[0045]提高频率的基准正交序列模块，用于根据所述提高频率的零初相位基准正弦函数 序列和所述提高频率的零初相位基准余弦函数序列获得所述电力信号的提高频率的基准 正交序列。
[0046]与现有技术相比，本发明的有益效果为:本发明获取电力信号的提高频率基准正 交序列的方法和系统，根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期 数，获得初步序列长度，并对电力信号进行初步采样，获得初步序列;对初步序列进行频率 初测，生成初步频率，设定参考频率;根据预设采样频率和参考频率，获得单位周期序列长 度;根据预设整数信号周期数和单位周期序列长度，获得预设序列长度;从初步序列中获得 初次正向序列，进一步获得初次反褶序列;根据初次正向序列、初次反褶序列获得初次正相 位、初次反相位，进一步获得初次平均初相位;与± π/4进行比较获得初次相位比较值，进一 步获得新起始点；根据新起始点和预设序列长度，获得再次正向序列、再次反褶序列，进一 步获得再次正相位、再次反相位、再次平均初相位;根据再次正相位、再次反相位、再次平均 初相位获得余弦函数调制序列、正弦函数调制序列;从余弦函数调制序列中心点输出，获得 零初相位基准余弦函数调制序列，从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;根据预设微调频率、零初相位基准余弦函数调制序列、零初相位基准正弦 函数调制序列获得提尚频率的基准正交序列，通过提尚?目号序列的基波频率，可实现对基 波信号的整数周期截断，电力信号中以基波成分的幅值最大，解决基波信号的整数周期截 断问题，提高了正弦参数计算的准确度，适合实际应用。
【附图说明】
[0047]图1为一个实施例中获取电力信号的提高频率基准正弦函数序列的方法流程图； [0048]图2为一个实施例中初次正向序列和初次反褶序列示意图；
[0049]图3为一个实施例中零初相位基准点示意图；
[0050]图4为一个实施例中获取电力彳目号的提尚频率基准正弦函数序列的系统结构不意 图。
【具体实施方式】
[0051] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步地详细描述。
[0052] 本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非 明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是 可以调整的。
[0053] -个实施例中获取电力信号的提高频率基准正交序列的方法，如图1所示，包括以 下步骤：
[0054] 步骤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， 获得所述电力信号的初步序列长度；
[0055]步骤S102: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；
[0056] 步骤S103: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；
[0057] 步骤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；
[0058] 步骤S105: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；
[0059] 步骤S106:根据预设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 力信号的初次正向序列；
[0060] 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；
[0061]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；
[0062]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；
[0063]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；
[0064]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； [0065]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；
[0066] 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；
[0067] 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；
[0068] 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；
[0069] 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；
[0070] 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