電力信號的平均初相位檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電力信號的平均初相位檢測方法和系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測量、相位測量、幅值測量等在本質(zhì)上均為正弦參數(shù)的測量。傅里 葉變換是實現(xiàn)正弦參數(shù)測量的基本方法，在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。但隨著正弦參數(shù)測 量技術(shù)的發(fā)展，傅里葉變換存在的問題越顯突出，其難以進一步滿足電力系統(tǒng)對正弦參數(shù) 高準(zhǔn)確度計算的要求。
[0003] 在電力系統(tǒng)正弦參數(shù)測量方面，有多種測量方法，如零交法、基于濾波的測量法、 基于小波變換法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測量法、基于DFT變換的測量法等。但是電網(wǎng)運行額定工 頻在50Hz附近，屬于頻率較低的正弦頻率。由于實際信號處理技術(shù)的局限性和信號構(gòu)成的 復(fù)雜性，上述測量方法對正弦參數(shù)測量精度低，抗諧波和噪聲干擾性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述情況，本發(fā)明提出了一種電力信號的平均初相位檢測方法和系統(tǒng)，獲得 平均初相位，提高正弦參數(shù)計算的準(zhǔn)確度和抗諧波、噪聲干擾性。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實施例為：
[0006] -種電力信號的平均初相位檢測方法，包括以下步驟：
[0007] 根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得所述 電力信號的初步序列長度；
[0008] 根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行初步采樣，獲得所述電力信號的初步 序列；
[0009] 對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，并根據(jù)所述初步 頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0010] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周期序列長 度；
[0011] 根據(jù)所述初設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)得到所述電力信號的預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，并根據(jù) 所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得所述電力信號的預(yù)設(shè)序列長度；
[0012] 根據(jù)預(yù)設(shè)序列起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所述電力信號 的正向序列；
[0013] 將所述正向序列反向輸出，獲得與所述正向序列對應(yīng)的反褶序列；
[0014] 分別將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述正向序列相 乘，生成第一實頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0015] 分別將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)與所述反褶序列相 乘，生成第二實頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0016] 分別對所述第一實頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進行積分計算，生成第一 實頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0017] 分別對所述第二實頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進行積分計算，生成第二 實頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0018] 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實頻向量積分 值轉(zhuǎn)換為第一相位，將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第二相 位；
[0019] 根據(jù)預(yù)設(shè)的序列平均初相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第二相位轉(zhuǎn)換為所 述正向序列的平均初相位。
[0020] -種電力信號的平均初相位檢測系統(tǒng)，包括：
[0021] 初步序列長度模塊，用于根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整 數(shù)信號周期數(shù)，獲得所述電力信號的初步序列長度；
[0022] 初步序列模塊，用于根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行初步采樣，獲得 所述電力信號的初步序列；
[0023] 頻率初測模塊，用于對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻 率，并根據(jù)所述初步頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0024] 單位周期序列長度模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述 電力信號的單位周期序列長度；
[0025] 預(yù)設(shè)序列長度模塊，用于根據(jù)所述初設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)得到所述電力信號的預(yù)設(shè) 整數(shù)信號周期數(shù)，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得所述電 力信號的預(yù)設(shè)序列長度；
[0026] 正向序列模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)序列起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列 中獲得所述電力信號的正向序列；
[0027] 反褶序列模塊，用于將所述正向序列反向輸出，獲得與所述正向序列對應(yīng)的反褶 序列；
[0028] 第一向量序列生成模塊，用于分別將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的 正弦函數(shù)與所述正向序列相乘，生成第一實頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0029] 第二向量序列生成模塊，用于分別將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的 正弦函數(shù)與所述反褶序列相乘，生成第二實頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0030] 第一向量積分值生成模塊，用于分別對所述第一實頻向量序列和所述第一虛頻向 量序列進行積分計算，生成第一實頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0031] 第二向量積分值生成模塊，用于分別對所述第二實頻向量序列和所述第二虛頻向 量序列進行積分計算，生成第二實頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0032] 相位模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第 一實頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第一相位，將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實頻向量積分 值轉(zhuǎn)換為第二相位；
[0033] 相位檢測模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的序列平均初相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所 述第二相位轉(zhuǎn)換為所述正向序列的平均初相位。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明電力信號的平均初相位檢測方法 和系統(tǒng)，根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得初步序 列長度，并對電力信號進行初步采樣，獲得初步序列；對初步序列進行頻率初測，生成初步 頻率，設(shè)定參考頻率；根據(jù)預(yù)設(shè)采樣頻率和參考頻率，獲得單位周期序列長度；根據(jù)預(yù)設(shè)整 數(shù)信號周期數(shù)和單位周期序列長度，獲得預(yù)設(shè)序列長度；從初步序列中獲得正向序列，進一 步獲得反褶序列；分別將參考頻率的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)與正向序列相乘，生成第一實頻 向量序列和第一虛頻向量序列，再分別與反褶序列相乘，生成第二實頻向量序列和第二虛 頻向量序列；通過分別對上述生成的向量序列進行積分計算，進而得到所述第一相位和第 二相位，進行相位檢測。獲得平均初相位，滿足獲得高準(zhǔn)確度正交序列幅值的前提條件，提 高正弦參數(shù)計算的準(zhǔn)確度和抗諧波、噪聲干擾性。
【附圖說明】
[0035] 圖1為一個實施例中電力信號的平均初相位檢測方法流程圖；
[0036] 圖2為一個實施例中正向序列和反褶序列示意圖；
[0037] 圖3為一個實施例中電力信號的平均初相位檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步地詳細(xì)描述。
[0039] 本發(fā)明中的步驟雖然用標(biāo)號進行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非 明確說明了步驟的次序或者某步驟的執(zhí)行需要其他步驟作為基礎(chǔ)，否則步驟的相對次序是 可以調(diào)整的。
[0040] 一個實施例中電力信號的平均初相位檢測方法，如圖1所示，包括以下步驟：
[0041] 步驟S101 :根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整數(shù)信號周期 數(shù)，獲得所述電力信號的初步序列長度；
[0042] 步驟S102 :根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行初步采樣，獲得所述電力 信號的初步序列；
[0043] 步驟S103 :對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，并根 據(jù)所述初步頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0044] 步驟S104 :根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周 期序列長度；
[0045] 步驟S105 :根據(jù)所述初設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)得到所述電力信號的預(yù)設(shè)整數(shù)信號周 期數(shù)，并根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得所述電力信號的預(yù) 設(shè)序列長度；
[0046] 步驟S106 :根據(jù)預(yù)設(shè)序列起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所 述電力信號的正向序列；
[0047] 步驟S