电力信号频率微调方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力信号频率微调方法和系统。实际电力信号中包含有基波成分、分次谐波成分和次谐波成分等，但以基波成分的幅值最大，所以解决了基波信号的非整数周期截断，也就很大程度上解决了非整数周期截断引起的频谱泄露问题，提高了正弦参数计算的准确度。本发明专利技术通过得到的几个乘法序列改变信号序列的基波频率，理论上可实现对基波信号的整数周期截断，从而大大提高了正弦参数计算的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种电力信号频率微调方法和系统。
技术介绍
电力系统的频率测量、相位测量和幅值测量等在本质上均为正弦参数的测量。快 速傅里叶变换算法(FFT)和离散傅里叶变换算法(DFT)是用于正弦参数计算的基本数学方 法。在这些算法中，信号采样过程的非整数周期截断引起的频谱泄漏问题是造成算法误差 的主要内在原因，频谱泄漏问题客观上难以避免。 还有一些改进的方法，如加窗口函数算法、采用插值修正算法等算法，这些算法虽 然能减小频谱泄漏问题的影响，但实验结果表明这些算法并不适合于高准确度正弦参数的 计算。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种电力信号频率微调方法和系统，能够保证 正弦参数计算的高准确度。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案： 一种电力信号频率微调方法，包括步骤： 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； 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； 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； 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； 根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长度； 根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述初步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； 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； 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； 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； 根据所述预设序列长度和所述新起始点，从所述初步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； 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； 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； 将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相加，得到和序列，根据所述和序列和 所述第二平均初相位的余弦函数值，获得余弦函数调制序列； 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； 设置微调频率，将所述微调频率的离散正弦函数与所述余弦函数调制序列相乘获 得第一乘法序列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述正弦函数调制序列相乘获得第二 乘法序列，将所述微调频率的离散正弦函数与所述正弦函数调制序列相乘获得第三乘法序 列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述余弦函数调制序列相乘获得第四乘法序列； 根据所述第一乘法序列和所述第二乘法序列调整正弦函数序列的频率，根据所述 第三乘法序列和所述第四乘法序列调整余弦函数序列的频率。 一种电力信号频率微调系统，包括：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；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；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； 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； 预设序列长度确定模块，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，获得预设序列长度；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，从所述初步序列 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； 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； 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； 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；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，从所述初步序 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；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；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；余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 加，得到和序列，根据所述和序列和所述第二平均初相位的余弦函数值，获得余弦函数调制 序列； 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； 乘法序列确定模块，用于设置微调频率，将所述微调频率的离散正弦函数与所述 余弦函数调制序列相乘获得第一乘法序列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述正弦函 数调制序列相乘获得第二乘法序列，将所述微调频率的离散正弦函数与所述正弦函数调制 序列相乘获得第三乘法序列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述余弦函数调制序列相 乘获得第四乘法序列； 频率调整模块，用于根据所述第一乘法序列和所述第二乘法序列调整正弦函数序 列的频率，根据所述第三乘法序列和所述第四乘法序列调整余弦函数序列的频率。 实际电力信号中包含有基波成分、分次谐波成分和次谐波成分等，但以基波成分 的幅值最大，所以解决了基波信号的非整数周期截断，也就很大程度上解决了非整数周期 截断引起的频谱泄露问题，提高了正弦参数计算的准确度。本专利技术通过得到的几个乘法序 列改变信号序列的基波频率，理论上可实现对基波信号的整数周期截断，从而大大提高了 正弦参数计算的准确度。【附图说明】图1为本专利技术电力信号频率微调方法实施例的流程示意图；图2为本专利技术初步序列、第一正向序列和第一反褶序列的示意图； 图3为本专利技术电力信号频率微调系统实施例的结构示意图； 图4为本专利技术频率调整模块实施例的结构示意图。【具体实施方式】 为更进一步阐述本专利技术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，对本专利技术的技术方案，进行清楚和完整的描述。 如图1所示，一种电力信号频率微调方法，包括步骤： 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 初步序列长度； 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； 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； 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； 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，获得预设序列长 度； S106、根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述初步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； S107、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； S108、根据所述第一正相位和所述第一反相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力信号频率微调方法，其特征在于，包括步骤：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；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；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；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；根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长度；根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述初步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；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；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；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；根据所述预设序列长度和所述新起始点，从所述初步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；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；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；将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相加，得到和序列，根据所述和序列和所述第二平均初相位的余弦函数值，获得余弦函数调制序列；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；设置微调频率，将所述微调频率的离散正弦函数与所述余弦函数调制序列相乘获得第一乘法序列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述正弦函数调制序列相乘获得第二乘法序列，将所述微调频率的离散正弦函数与所述正弦函数调制序列相乘获得第三乘法序列，将所述微调频率的离散余弦函数与所述余弦函数调制序列相乘获得第四乘法序列；根据所述第一乘法序列和所述第二乘法序列调整正弦函数序列的频率，根据所述第三乘法序列和所述第四乘法序列调整余弦函数序列的频率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万文军，李军，王越超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44