一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法及装置，涉及信号处理技术领域，为解决无法有效地抑制分析回路信号过程中产生频谱泄漏的问题而发明专利技术。本发明专利技术的主要方法包括：按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号；根据混合卷积窗截取离散信号，获取滤波信号；将滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱；在距离预置基础频点小于预置频率偏差的谐波频谱中，查找距离预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点；根据预置基础频点和峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量；根据偏差量，计算谐波频谱中各次谐波参数，谐波参数包括幅值、相位和频率。本发明专利技术主要应用于分析直流控制保护板卡的回路信号中。

Circuit signal analysis method and device for DC control protection card

The invention discloses a DC control signal analysis method and device circuit board protection, relates to the technical field of signal processing, which is invented to solve the inability to effectively inhibit circuit analysis of signals generated in the process of spectrum leakage problem. The main method comprises the steps of: according to the preset sampling frequency, uniform sampling board card signal acquisition circuit, discrete signal; according to the mixed discrete signal convolution window interception, signal filtering signal acquisition filtering; fast Fourier transform FFT results, identified as harmonic spectrum; harmonic spectrum in frequency is less than a preset preset distance based frequency deviation in the peak frequency preset frequency point based search distance recently and the maximum amplitude of the corresponding amplitude; according to the preset basic frequency and peak frequency, calculating the amplitude deviation; according to deviation, calculate the harmonic parameters of harmonic spectrum, harmonic parameters including amplitude, phase and frequency. The invention is mainly used for analyzing the loop signal of the DC control protection card.

【技术实现步骤摘要】
一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法及装置
本专利技术涉及信号处理
，特别涉及一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法及装置。
技术介绍
特高压直流输电是指±800kV及以上电压等级的直流输电。特高压直流输电以输送容量大、输电距离远，电压高，可用于电力系统非同步联网的特点，应用范围越来越广。为满足特高压直流输电的发展需求，展开对直流控制保护系统的安全、稳定运行的研究工作尤为重要。直流控制板卡是控制直流输出电路板，如果直流控制板卡故障导致直流闭锁，则严重影响了电网的安全运行。所以为直流控制板卡设置控制保护板卡，以保障直流控制板卡能够安全运行。目前针对直流控制保护平台的控制保护板卡，控制保护板卡回路信号的分析方法为FFT(FastFourierTransformation，快速傅里叶变换)算法，然而当回路信号频率发生变化而导致非同步采样时，FFT算法会存在栅栏效应和泄漏现象，使得计算得到的回路信号的频率、幅值和相位都不准确，尤其是相位误差较大，无法精确测量回路信号，给直流输电系统造成了安全隐患。现有技术中，为削弱板卡回路信号分析中栅栏效应和频谱泄漏对测量准确度的影响，减小因非同步采样所产生的误差，利用加窗插值FFT算法来对结果进行修正、优化，其中常用的窗函数主要有矩形窗、汉宁窗、布莱克曼窗等，修正算法常采用双谱线插值法。虽然这些方法在一定程度上提高了计算精度，但也存在窗函数性能不好，双谱线插值计算精度不够的问题，无法有效地抑制分析回路信号过程中产生频谱泄漏。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法及装置，能够解决无法有效地抑制分析回路信号过程中产生频谱泄漏的问题。根据本专利技术的实施例，提供了一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法，包括：按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号；根据混合卷积窗截取所述离散信号，获取滤波信号，所述混合卷积窗是由余弦组合窗和汉宁窗进行卷积运算得到的窗函数；将所述滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱；在距离预置基础频点小于预置频率偏差的所述谐波频谱中，查找距离所述预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点；根据所述预置基础频点和所述峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量；根据所述幅值偏差量，计算所述谐波频谱中各次谐波参数，所述谐波参数包括幅值、相位和频率。根据本专利技术的实施例，还提供了一种直流控制保护板卡的回路信号分析装置，包括：获取单元，用于按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号；所述获取单元，还用于根据混合卷积窗截取所述离散信号，获取滤波信号，所述混合卷积窗是由余弦组合窗和汉宁窗进行卷积运算得到的窗函数；第一确定单元，用于将所述滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱；查找单元，用于在距离预置基础频点的小于预置频率偏差的所述谐波频谱中，查找距离所述预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点；计算单元，用于根据所述预置基础频点和所述峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量；所述计算单元，还用于根据所述幅值偏差量，计算所述谐波频谱中各次谐波参数，所述谐波参数包括幅值、相位和频率。由以上技术方案可知，本专利技术实施例提供的一种直流保护板卡的回路信号分析方法及装置，通过按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号，然后根据混合卷积窗截取离散信号，获取滤波信号，再将滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频率；再在距离预置基础频点小于预置频率偏差的谐波频谱中，查找距离预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点，再根据预置基础频点和峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量，最后根据幅值偏差量，计算谐波频谱中各次谐波参数。与现有技术相比，本专利技术能够利用混合卷积窗函数对离散信号加权，增加截取离散信号的时域范围，减少离散信号由频域产生旁瓣泄漏的能量，有效地减少FFT变换时产生的频谱泄漏，避免离散信号的频谱中基波及各次谐波间的相互泄漏干扰。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据一优选实施例示出的一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法流程图；图2为根据一优选实施例示出的另一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法流程图；图3为根据一优选实施例示出的第一种卷积窗的幅频响应示意图；图4为根据一优选实施例示出的第二种卷积窗的幅频响应示意图；图5为根据一优选实施例示出的第三种卷积窗的幅频响应示意图；图6为根据一优选实施例示出的一种直流控制保护板卡的回路信号分析装置组成框图；图7为根据一优选实施例示出的另一种直流控制保护板卡的回路信号分析装置组成框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。由于特高压直流输电是整个系统的供电端，所以特高压直流输电的输出稳定性对整个供电系统存在巨大影响。所以为直流控制保护台设置控制保护板卡，控制保护板卡能够为直流控制保护台提供一定程度的保护，但是控制保护板卡也可能出现故障。需要通过分析保护板卡回路信号，判断控制保护板卡是否出现故障，所以为了提高特高压直流输电系统的稳定性和可靠性，本专利技术实施例提供了一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法，如图1所示，包括：S101、按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号。板卡回路信号，是控制保护板卡的回路信号，可以是电流信号，也可以是电压信号。无论板卡回路信号是电流信号还是电压信号，采用的分析方法都是一样的。采样是指把时间域或者空间域的连续量变化成离散量的过程。也就是采集时间和幅值上都连续的模拟信号，在采样频率的作用下转换成时间上离散幅值上连续的离散模拟信号，作为模拟信号的样本。其中采样频率是指每秒钟的采样样本数。采样频率越高，离散模拟信号越接近原模拟信号。均匀采样也就是按照相同的采样频率等间隔采样，均匀采样的采样信号的频谱是模拟信号频谱以采样频率为周期进行周期性延拓形成的。板卡回路信号是模拟信号，按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取频谱能够周期性延拓的离散信号。S102、根据混合卷积窗截取离散信号，获取滤波信号。混合卷积窗是由余弦组合窗和汉宁窗进行卷积运算得到的窗函数。汉宁窗是升余弦窗的一个特例，汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，或者说是3个sinc(t)型函数之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了π/T，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干扰和漏能。余弦组合窗可以是汉明窗或者布莱克曼窗。将卷积混合窗和离散信号乘积的结果作为滤波信号。滤波信号是卷积混合窗信号从离散信号中截取的部分信号。S103、将滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱。FFT算法，是离散傅里叶变换的快速算法，是根据离散傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。傅里叶分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法，其特征在于，所述方法包括：按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号；根据混合卷积窗截取所述离散信号，获取滤波信号，所述混合卷积窗是由余弦组合窗和汉宁窗进行卷积运算得到的窗函数；将所述滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱；在距离预置基础频点小于预置频率偏差的所述谐波频谱中，查找距离所述预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点；根据所述预置基础频点和所述峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量；根据所述幅值偏差量，计算所述谐波频谱中各次谐波参数，所述谐波参数包括幅值、相位和频率。

【技术特征摘要】
1.一种直流控制保护板卡的回路信号分析方法，其特征在于，所述方法包括：按照预置采样频率，均匀采样板卡回路信号，获取离散信号；根据混合卷积窗截取所述离散信号，获取滤波信号，所述混合卷积窗是由余弦组合窗和汉宁窗进行卷积运算得到的窗函数；将所述滤波信号进行快速傅里叶变换FFT的结果，确定为谐波频谱；在距离预置基础频点小于预置频率偏差的所述谐波频谱中，查找距离所述预置基础频点最近且幅值最大的峰值频点；根据所述预置基础频点和所述峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量；根据所述幅值偏差量，计算所述谐波频谱中各次谐波参数，所述谐波参数包括幅值、相位和频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据混合卷积窗截取所述离散信号，获取滤波信号之前，所述方法还包括：将第一预置长度的汉宁窗和第二预置长度的汉明窗的卷积结果，确定为所述混合卷积窗。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预置长度与所述第二预置长度相等。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预置基础频点和所述峰值频点对应的幅值，计算幅值偏差量，包括：获取所述峰值频点对应的第一幅值；获取距离所述峰值频点一个单位长度的第二幅值和第三幅值；将所述第三幅值与所述第一幅值做差、再除以所述第二幅值的反函数，确定为所述幅值偏差量。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述计算幅值偏差量，包括：根据多项式逼近法，求解所述幅值差量。6.一种直流控制保护板卡的回路信号分析装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢超，李胜男，刘明群，郭成，覃日升，周鑫，赵勇帅，何鑫，杨楠，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53