基于矩形窗的复频域插值频率估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于矩形窗的复频域插值频率估计方法及系统，包括步骤：S1、以采样频率f

【技术实现步骤摘要】
基于矩形窗的复频域插值频率估计方法及系统


[0001]本专利技术主要涉及电力系统
，具体涉及一种基于矩形窗的复频域插值频率估计方法及系统。

技术介绍

[0002]电力系统中频率是电能质量的重要参数，发电和负载之间动态不平衡会导致信号频率发生变化，准确的频率估计是电网稳定和电气设备正常运行的先决条件。因此，从混有白噪声的正弦波中准确估计信号频率对电力系统时十分必要的。
[0003]为了实现对信号频率的准确估计，国内外学者提出了很多改进或全新的频率估计算法，根据基本原理，主要分为时域和频域两类。基于时域的算法利用连续的时域信号值进行计算，典型算法主要有Prony、MUSIC、ESPRIT等。此类算法只有在已知模型阶数的条件下才可实现对频率的准确估计，并且存在大量复杂的矩阵运算，计算复杂度限制了此类算法的在线实时应用。基于频域的算法主要利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)具有较好的计算速度，得到了广泛应用。但是，由于电力系统频率往往存在波动，非同步采样下的离散傅里叶变换(Discrete Fouri本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形窗的复频域插值频率估计方法，其特征在于，包括步骤：S1、以采样频率f
s
对实正弦信号y(t)进行采样，获得N点离散采样序列y(n)；S2、用一个长度为N的矩形窗w(n)对序列y(n)进行加窗，得到长度为N的加窗序列s(n)，s(n)＝y(n)w(n)；S3、对加窗序列s(n)进行N点的离散傅立叶变换，得到离散信号x(n)的离散傅立叶变换结果X(k)；S4、根据离散信号x(n)的离散傅立叶变换结果X(k)，估算实正弦信号频率。2.根据权利要求1所述的基于矩形窗的复频域插值频率估计方法，其特征在于，在步骤S2中，所述离散傅立叶变换采用三点复频域插值离散傅立叶变换以消除短程和长程频谱泄漏。3.根据权利要求2所述的基于矩形窗的复频域插值频率估计方法，其特征在于，其中y(n)为：s(n)＝y(n)w(n)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，n＝0,1,2,...,N
‑
1；s(n)进行N点的离散傅立叶变换为：式中，X(k)和E(k)分别为离散信号x(n)和噪声e(n)的DFT；ω0＝2πl0/N＝2π(k0+δ0)/N，其中l0是正弦信号的周期数，k0和δ0分别是归一化频率的整数部分和小数部分；通过欧拉公式，X(k)为：4.根据权利要求3所述的基于矩形窗的复频域插值频率估计方法，其特征在于，所述三点复频域插值离散傅立叶变换的具体过程为：定义v＝Ae
jθ
(1
‑
e
jNω
)/2，v
*
＝Ae
jθ
(1
‑
e
‑
jNω
)/2，则式(4)为：式中，根据欧拉公式得λ+λ
*
＝2cos(ω0)和λλ

【专利技术属性】
技术研发人员：熊德智，徐文林，陈石东，欧阳洁，申丽曼，苏玉萍，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司供电服务中心计量中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：