電力信號的同步采樣方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力信號的同步采樣方法及系統(tǒng)，所述方法包括：測量電力信號的基波頻率；獲取預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率；根據(jù)異步采樣頻率遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值；根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列；根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列。實施本發(fā)明的方法及系統(tǒng)，可減少同步采樣操作、提高同步采樣效率和降低同步采樣頻率。
【專利說明】電力信號的同步采樣方法及系統(tǒng)

【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同步采樣方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 信號的同步采樣在電力系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用，如電力諧波測量、系統(tǒng)阻抗測量等，高 性能的信號同步采樣一般通過硬件系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0003] 但是，高性能硬件系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致同步采樣操作繁復(fù)且成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對上述信號的同步采樣方法、同步采樣操作繁復(fù)且成本較高的 問題，提供一種電力信號的同步采樣方法及系統(tǒng)。
[0005] -種電力信號的同步采樣方法，包括以下步驟：
[0006] 測量電力信號的基波頻率；
[0007] 獲取預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率；
[0008] 根據(jù)異步采樣頻率遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻 率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值；
[0009] 根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù) 據(jù)序列；
[0010] 根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點 和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列。
[0011] -種電力信號的同步采樣系統(tǒng)，包括：
[0012] 基波頻率測量模塊，用于測量電力信號的基波頻率；
[0013]同步采樣頻率模塊，用于獲取預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同 步采樣頻率；
[0014] 異步采樣頻率模塊，用于根據(jù)異步采樣頻率遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的原則，獲 取遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻 率的頻率比值；
[0015] 異步數(shù)據(jù)采樣模塊，用于根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異 步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列；
[0016] 同步數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩 個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序 列。
[0017] 上述電力信號的同步采樣方法及系統(tǒng)，測量電力信號的基波頻率，將所述基波頻 率轉(zhuǎn)換為異步采樣頻率；根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采 樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列；根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異 步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列?？蓽p少同 步采樣操作、提高同步采樣效率和降低同步采樣頻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明電力信號的同步采樣方法第一實施方式的流程示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明電力信號的同步采樣系統(tǒng)第一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0021] 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。
[0022] 請參閱圖1，圖1是本發(fā)明的電力信號的同步采樣方法第一實施方式的流程示意 圖。
[0023] 本實施方式的所述電力信號的同步采樣方法，可包括以下步驟：
[0024] 步驟S101，測量電力信號的基波頻率。
[0025] 步驟S102,獲取預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率。
[0026] 步驟S103,根據(jù)異步采樣頻率遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠(yuǎn)大于所述 同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比 值。
[0027] 步驟S104,根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲 得異步數(shù)據(jù)序列。
[0028] 步驟S105,根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步 離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列。
[0029] 本實施方式，測量電力信號的基波頻率，將所述基波頻率轉(zhuǎn)換為異步采樣頻率；根 據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列；根據(jù) 預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比 值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列?？蓽p少同步采樣操作、提高同步采樣效 率和降低同步采樣頻率。
[0030] 其中，對于步驟S101，可通過電網(wǎng)領(lǐng)域慣用的測量設(shè)備測量電力信號的基波頻率。 并且要求基波頻率測量相對誤差小于I±5IXlO'
[0031] 優(yōu)選地，所述基波頻率的范圍可為45Hz至55Hz。
[0032] 對于步驟S102,優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率可為200。在其他實施方式 中，還可為其他數(shù)值。
[0033] 對于步驟S103,優(yōu)選地，所述異步采樣頻率為IOOKHz。在其他實施方式中，還可為 其他頻率值。
[0034] 進一步地，在所述基波頻率為50Hz時，所述頻率比值為10。如果所述基波頻率在 45Hz至55Hz變化，則所述頻率比值部在11. 111111至9. 090909之間變化。在其他實施方 式中，還可為其他數(shù)值。
[0035] 對于步驟S104,可通過電網(wǎng)領(lǐng)域慣用的采樣設(shè)備根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述 電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列。對電力信號進行高密度異步采集 可減小將異步數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為同步數(shù)據(jù)序列的幅值誤差。
[0036] 在一個實施例中，異步數(shù)據(jù)序列表達(dá)為式（1)，同步數(shù)據(jù)序列表達(dá)為式（2):
[0037] Xi (m)
[0038] m= 0, 1, 2, 3,..........,M-I(1);
[0039] 式（1)中，XiOn)為異步數(shù)據(jù)序列，M為異步數(shù)據(jù)序列長度。異步采樣頻率為fn，單 位Hz。
[0040] X0 (η)
[0041]η= 0,I, 2, 3,..........,N-I(2)；
[0042] 式⑵中，X。(η)為同步數(shù)據(jù)序列，N為同步數(shù)據(jù)序列長度。
[0043] 同步采樣頻率計算為式（3):
[0044] f0 =Kfs (3);
[0045] 式⑶中，f。為同步采樣頻率，單位Hz。fs為基波頻率，單位Hz。K為所述預(yù)設(shè)的 基波頻率整倍率，單位無量綱。
[0046] 異步采樣頻率與同步采樣頻率的頻率比值為式（4):
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種電力信號的同步采樣方法，其特征在于，包括以下步驟： 測量電力信號的基波頻率； 獲取預(yù)設(shè)的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率； 根據(jù)異步采樣頻率遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠(yuǎn)大于所述同步采樣頻率的 異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值； 根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù)據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序 列； 根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所 述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述基波頻率的頻 率范圍為45Hz至55Hz。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)數(shù)的基波 頻率整倍率為200。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述異步采樣頻率 為lOOKHz。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，根據(jù) 預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比 值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列的步驟包括以下步驟： 根據(jù)以下所述轉(zhuǎn)換公式，將所述異步數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為同步數(shù)據(jù)序列：
其中，Xjn)為所述同步數(shù)據(jù)序列中的第n個同步離散數(shù)據(jù)點，XiOn)和XiOn+1)分別為 所述異步數(shù)據(jù)序列中的第m個異步離散數(shù)據(jù)點和第m+1個異步離散數(shù)據(jù)點，kf為所述頻率 比值，N為同步數(shù)據(jù)序列長度、單位無量綱，M為異步數(shù)據(jù)序列長度、單位無量綱，（int)為整 數(shù)化。
6. -種電力信號的同步采樣系統(tǒng)，其特征在于，包括： 基波頻率測量模塊，用于測量電力信號的基波頻率； 同步采樣頻率模塊，用于獲取所述基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣 頻率； 異步采樣頻率模塊，用于設(shè)置預(yù)設(shè)數(shù)的異步采樣頻率； 異步數(shù)據(jù)采樣模塊，用于根據(jù)所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數(shù) 據(jù)采樣，獲得異步數(shù)據(jù)序列； 同步數(shù)據(jù)生成模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述異步數(shù)據(jù)序列中的任意兩個相 鄰的異步離散數(shù)據(jù)點和所述頻率比值轉(zhuǎn)換為一個同步離散數(shù)據(jù)點，生成同步數(shù)據(jù)序列。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號的同步采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述基波頻率的頻 率范圍為45Hz至55Hz。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號的同步采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)數(shù)的基波 頻率整倍率為200。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力信號的同步采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述異步采樣頻率 為lOOKHz。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任意一項所述的電力信號的同步采樣系統(tǒng)，其特征在于，所 述同步數(shù)據(jù)生成模塊還用于： 根據(jù)以下所述轉(zhuǎn)換公式，將所述異步數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為同步數(shù)據(jù)序列：
其中，Xjn)為所述同步數(shù)據(jù)序列中的第n個同步離散數(shù)據(jù)點，XiOn)和XiOn+1)分別為 所述異步數(shù)據(jù)序列中的第m個異步離散數(shù)據(jù)點和第m+1個異步離散數(shù)據(jù)點，kf為所述頻率 比值，N為同步數(shù)據(jù)序列長度、單位無量綱，M為異步數(shù)據(jù)序列長度、單位無量綱，（int)為整 數(shù)化。
【文檔編號】G01R23/02GK104483563SQ201410709027
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】李軍, 萬文軍, 龐志強, 任娟娟, 史玲玲 申請人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院