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_4

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); η = 0,1,2,...,Ν-1
[0206] 其中,Xstart(n)为初步序列,X+Start(n)为初次正向序列,P start预设起始点,Ν2π为所 述单位周期序列长度,Τ为采样间隔时间,η为序列离散数,φ?为初次正向序列初相位,Ν预设 序列长度。初次正向序列图形表达,图2所示。
[0207] 在一个实施例中,初次反褶序列模块407获得初次反褶序列为式(8):
[0208] X-start(-n) =X+start(N-n) =Acos(-〇 iTn+βΙ)
[0209] (8);
[0210] n = 0,l,2, · · ·,N-1
[0211 ]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,Ν预设序列长度。所述初次反褶序列的图形表达,如图2所示。
[0212]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): R χ :,^(η)εο^(!>,Τη) ycosin Τη + (P1) ! ^ x Tn) - sin(n Τη +φ:1)
[0213] R_start(-n) = X_stait(-n)cx)s(-() Tn) =^cos(-OTii + pl) ( 9 ); 2 -n) 舰(一 n)sin( -%Tn)= -y、m(-财11 +,1) Ω = ω; - tn _ π - 1,2,..,,N -1
[0214] 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 (-η)为初次反实频混频序列,I-start(-n)为初次反虚频混频序列,cos( ω sTn)或cos(-ω sTn)
[0215] 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 ,与参考频率ω 3的频差,Ν为预设序列长度。
(10); η = 0,1,2,...,Μ-1
[0216]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,T为采样间隔时间,η为序列离散数,N为预设序列长度,φ?为初次正向序列初相位,m为 初次正向序列初相位。
[0217]在一个实施例中,初次相位模块408获得初次正相位和初次反相位的表达式为 1 OTK] PH 卜伽=-arctan( +start ) --+ φ1 R ,、 +start ( 1 1 )· (11): .【-?ΜΓ? ΩΓΓΝ ^ PH^start = -arctani1----)=一---+ β? -start
[0218] 式中,PH+Start为初次正相位,PH-start为初次反相位,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,T为采样间隔时间,N为预设序列长度,φ?为初 次正向序列初相位,m为初次反褶序列初相位。
[0219] 在一个实施例中,初次平均初相位模块409获得初次平均初相位的表达式为(12): PH-、,手M 〇2);
[0220] PHstart-avg为初次平均初相位,PH+Start为初次正相位,PH- Start为初次反相位。
[0221]在一个实施例中,相位比较模块410将所述初次平均初相位与PHstart-avg与±3i/4进 行比较为式(13):
[0222] 7Γ 7Γ 7Γ 7Γ 7 一 0 - PHM:"C-,vj: PH U.rKivo - ^ ΔΡΗ-.=..< - 7 -P:H祕avg --< PH^ir,.;iii, <--,--< PH<0 ( 1 )); w 0 PH,uirl.,,., = ±-
[0223] 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。
[0224] 在一个实施例中,获得所述新起始点为式(14): ΛΡΗ
[0225] P謹=P咖+(_(^^Ν2π) (14): 2π-
[0226]式中,Pnew为新起始点、单位无量纲,Pstart为预设起始点。
[0227]在一个实施例中,再次序列模块411获得再次正向序列和再次反褶序列为式(15): X+ _(n) = UL 十 η) = Τη + φ2) U-ω;Τη- β2) (15); π = 0,1,2 ν.., Ν 1
[0228]式中,X+end(n)为再次正向序列,X-end(_n)为再次反褶序列,P new为新起始点、单位无 量纲,φ2为再次正向序列初相位,β2为再次反褶序列初相位。
[0229]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。
[0230]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滤波计算表达为式(17): R+en.i(n) = X .^(nicosicojn) = yC〇s(Q Τη -i-(p2) !,^(η) - X,,ld(n)sin(〇);rn)- -ysin(f) Τη + φ2) A .......
[0231] 1_〇η).=.Χ.--n)co.s(-.?sTn) =7cc)s(-itTn + 取) (16); 2 I-ena ( - n) = X^end ( ~ n)sin( _ I n) -si n( - ΩΤη f j32) 2 Ω = ω丨 n = 0.1,2,...5N-l
[0232] 式中,R+end(n)为再次正实频混频序列,I +end (n)为再次正虚频混频序列,R-end (_n) 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(co sTn)或sin(-co sTn)为参考频率的离散正弦函数。
[0233]
(17 >;: ND=3ND1+3ND2 nd < n π = 0,1,2,.,,,Nd -1
[0234] 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。
[0235]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ND2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。
[0236] 滤波参数ND1和滤波参数ND2表达式为式(18):
[0237] Ndi= (int) (1 · 5Ν2π)
[0238] (18);
[0239] Ν〇2 = 2Ν2π
[0240] 在一个实施例中,再次相位模块412获得再次正相位和再次反相位表达式为(19): PH+ettd = - arctan( = Ω ?-5- + Φ2 1 e"d ( 19); PHaid=-arctan(]^)=-〇r,NR+|32 R-end 一
[0241 ]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,Nd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。
[0242]在一个实施例中,再次平均初相位模块413获得再次平均初相位的表达式为(20): PH _ PH i〇.d + P^-ma _ φ2 + β2 (20);: end' 2: .2 ',
[0243] 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
[0244] 在一个实施例中,余弦函数调制序列模块414获取余弦函数调制序列表达式为 (21): X (? - x+md<n) + x-md(-n). cosAnj= 2cos(PHi;nd.avg) Τη φ2) + Acos( -- , Τη + β2 )
[0245] 2cos(PH0ni,avg) ^Acos((〇,Tin+(p2~|32) 2 η = Ν? - 1
[0246] 式中,Xc^s (η)为余弦函数调制序列;Α为余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。
[0247]在一个实施例中,正弦函数调制序列模块415获取正弦函数调制序列表达式为 (22): v ,、xtc:ndin) -x w( -η) 2sin(PH^) _ Acos(〇)j Τη f φ2) - Acos( - 〇)j Tn t- β2 )
[0248] = 2sin(PH一) (22) = Α8?η(ο;Τ;π+φ2~^2) n = 0,1,2,...,N-l
[0249] 式中,Xsin(n)为正弦函数调制序列,A为正弦函数调制序列幅值、单位v, 0.5(φ2-P2)为余弦函数调制序列初相位。
[0250] 在一个实施例中,基准函数调制序列模块416获得零初相位基准余弦函数调制序 列表达式为(23): Ν-.1 X(\0Jn) = + n) = Acos(c.>, T η)
[0251] ( 23 ) .... Ν-.1 n-0J,2'·"1. 2
[0252] 式中,Χ0_(η)为零初相位基准余弦函数调制序列,Α为余弦函数调制序列幅值、单 位v〇
[0253] 在一个实施例中,基准函数调制序列模块416获得零初相位基准正弦函数调制序 xo.;,(n) = χ."η(-η) = Asi 11((.), Τ η) 列表达式为(24): - (24) η -0^,2,..,
[0254] 式中,X0sin(n)为零初相位基准正弦函数调制序列,Α为余弦函数调制序列幅值、单 位v。零初相位基准点图形表达,图3所示。
[0255] 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): >" ,nm (25) U〇l(〇i
[0256] 式中,Qset为微调频率,单位rad/s,Qset<〇.〇lc〇i。
[0257] 乘法序列模块417获得第一乘法序列为式(26): Xl(n) = XOt.^(n)sin(Q^Tn) - Acos(w! Tn)sin(Q^Tn)
[0258] - + -sinfiffl; +OsW)Tn] ( 26 ) N -1 n-0,1,2?···,-- - 1 -2
[0259] 乘法序列模块417获得第二乘法序列为式(27): X2(n) = X0^jn (n)cos(Q^,Tn) = A sin(w: T n)cos(i"2^tTn)
[0260] -ysinKto, -i^JTnJ + ysinfio), +〇cl)Tn] (27) N -1 n= 0,1,
[0261] 乘法序列模块417获得第三乘法序列为式(28): X3(n) - X05in(n)sin(Q5elTn) = AsinC?; TB xi)sin(Q5elTn)
[0262] =-~-cos[(0)i ~Oset)Tn]--costio, +Ω^.,)1 n] (.28.) N-l n = 0,1,2,...,---1 ....2
[0263] 乘法序列模块417第四乘法序列为式(29): X4(n) := Χ0αν. (n)cos(nsetT.n) := A co'si?; T.n):co's.(〇SetTn)
[0264] (29) 1SJ -1 n -0,1,2,...,^--1
[0265] 在一个实施例中,提高频率基准函数序列模块418获取提高频率的零初相位基准 正弦函数序列为式(30): X0^jn.,(n) = X2(n) -f X 1 (η) = AsinKto:; + Oset)Tη]
[0266] N-l ( 30 ) n - 0,1,2,..,,-- 1 2
[0267] 在一个实施例中,提高频率基准
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