電力信號(hào)的幅值檢測(cè)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(hào)的幅值檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測(cè)量、相位測(cè)量、幅值測(cè)量等在本質(zhì)上均為正弦信號(hào)參數(shù)的測(cè)量。 電力信號(hào)在本質(zhì)上是一種正弦信號(hào)，傅里葉變換等是實(shí)現(xiàn)正弦信號(hào)參數(shù)測(cè)量的基本方法， 在電力系統(tǒng)有廣泛的應(yīng)用。但隨著參數(shù)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，傅里葉變換存在的問(wèn)題也越顯突 出，難以進(jìn)一步滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)正弦參數(shù)高準(zhǔn)確度計(jì)算的要求。
[0003] 在電力系統(tǒng)正弦信號(hào)參數(shù)測(cè)量方面，有形式各樣的參數(shù)測(cè)量方法，如零交法、基于 濾波的測(cè)量法、基于小波變換法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量法、基于DFT變換的測(cè)量法等。
[0004] 但是，電網(wǎng)運(yùn)行額定工頻為50Hz，屬于較低的正弦頻率，以上所述的正弦信號(hào)參數(shù) 測(cè)量方法對(duì)低頻信號(hào)的正弦參數(shù)測(cè)量精度低，且抗噪聲干擾性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對(duì)以上所述的正弦參數(shù)測(cè)量方法對(duì)低頻信號(hào)的正弦參數(shù)測(cè)量精 度低，且抗噪聲干擾性差的問(wèn)題，提供一種電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
[0006] 一種電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0007] 根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)周期數(shù)和預(yù)設(shè)采樣頻率計(jì)算預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行采樣， 獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度的信號(hào)序列；
[0008] 對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻率，并以所述初步頻 率為參考頻率；
[0009] 對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行截短處理，獲得截短信號(hào)序列，所述截短信號(hào)序列的序列長(zhǎng) 度相對(duì)所述信號(hào)序列的序列長(zhǎng)度的截短值為所述信號(hào)序列的1周期序列長(zhǎng)度的0. 25倍；
[0010] 以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)分別與所述信號(hào)序列相 乘，生成第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0011] 以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)分別與所述截短信號(hào)序 列相乘，生成第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0012] 分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第一 實(shí)頻向量濾波序列和第一虛頻向量濾波序列；
[0013] 分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量濾波序列和所述第一虛頻向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算， 生成第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0014] 分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字濾波，生成第二 實(shí)頻向量濾波序列和第二虛頻向量濾波序列；
[0015] 分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量濾波序列和所述第二虛頻向量濾波序列進(jìn)行積分運(yùn)算， 生成第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0016] 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位和幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實(shí)頻向 量積分值轉(zhuǎn)換為第一相位和序列幅值；
[0017] 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實(shí)頻向量積分 值轉(zhuǎn)換為第二相位；
[0018] 根據(jù)預(yù)設(shè)的頻差轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第二相位轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào) 頻率與所述參考頻率的頻差；
[0019] 根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述序列幅值、所述電力信號(hào)頻率與所述參考頻率 的頻差轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波幅值。
[0020] 一種電力信號(hào)的幅值檢測(cè)系統(tǒng)，包括：
[0021] 采樣模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)周期數(shù)和預(yù)設(shè)采樣頻率計(jì)算預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，對(duì)電力 信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度的信號(hào)序列；
[0022] 初測(cè)模塊，用于對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻率，并 以所述初步頻率為參考頻率；
[0023] 截短模塊，用于對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行截短處理，獲得截短信號(hào)序列，所述截短信號(hào) 序列的序列長(zhǎng)度相對(duì)所述信號(hào)序列的序列長(zhǎng)度的截短值為所述信號(hào)序列的1周期序列長(zhǎng) 度的0. 25倍；
[0024] 第一混頻模塊，用于以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)分別 與所述信號(hào)序列相乘，生成第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0025] 第二混頻模塊，用于以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)分別 與所述截短信號(hào)序列相乘，生成第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0026] 第一濾波模塊，用于分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進(jìn)行 數(shù)字濾波，生成第一實(shí)頻向量濾波序列和第一虛頻向量濾波序列；
[0027] 第一積分模塊，用于分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量濾波序列和所述第一虛頻向量濾波 序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0028] 第二濾波模塊，用于分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進(jìn)行 數(shù)字濾波，生成第二實(shí)頻向量濾波序列和第二虛頻向量濾波序列；
[0029] 第二積分模塊，用于分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量濾波序列和所述第二虛頻向量濾波 序列進(jìn)行積分運(yùn)算，生成第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0030] 相位幅值轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位和幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量 積分值與所述第一實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第一相位和序列幅值；
[0031] 相位轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第二虛頻向量積分值與所 述第二實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第二相位；
[0032] 頻差轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻差轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第二相位 轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)頻率與所述參考頻率的頻差；
[0033] 幅值轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述序列幅值、所述電力信號(hào)頻 率與所述參考頻率的頻差轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的基波幅值。
[0034] 上述電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法和系統(tǒng)，對(duì)采樣所得的信號(hào)序列進(jìn)行截短處理，獲 得截短信號(hào)序列，所述截短信號(hào)序列的長(zhǎng)度相對(duì)所述信號(hào)序列的長(zhǎng)度的截短值為信號(hào)周期 序列長(zhǎng)度的〇. 25倍；以所測(cè)參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述 信號(hào)序列和所述截短信號(hào)序列相乘，生成兩組實(shí)頻向量序列和虛頻向量序列；通過(guò)對(duì)兩組 虛頻向量序列和實(shí)頻向量序列數(shù)字濾波，生成兩組虛數(shù)向量濾波序列和實(shí)數(shù)向量濾波序 列，進(jìn)而積分生成兩組虛數(shù)向量積分值和實(shí)數(shù)向量積分值；再根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將 兩組實(shí)數(shù)向量積分值和虛數(shù)向量積分值轉(zhuǎn)換為序列幅值和兩個(gè)相位，根據(jù)預(yù)設(shè)的頻差轉(zhuǎn)換 規(guī)則，將兩個(gè)相位轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)頻率與所述參考頻率的頻差；根據(jù)預(yù)設(shè)的幅值轉(zhuǎn)換 規(guī)則，將所述序列幅值、所述電力信號(hào)頻率與所述參考頻率的頻差轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的 基波幅值，具有較高的準(zhǔn)確度。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本發(fā)明電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法第一實(shí)施方式的流程示意圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明電力信號(hào)的幅值檢測(cè)系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法的信號(hào)序列與截短信號(hào)序列示意圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明電力信號(hào)的幅值檢測(cè)系統(tǒng)的基波幅值檢測(cè)相對(duì)誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步地詳細(xì)描述。
[0040] 本發(fā)明中的步驟雖然用標(biāo)號(hào)進(jìn)行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非 明確說(shuō)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(duì)次序是 可以調(diào)整的。
[0041] 請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明的電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法第一實(shí)施方式的流程示意 圖。
[0042] 本實(shí)施方式的所述電力信號(hào)的幅值檢測(cè)方法可包括以下步驟：
[0043] 步驟S101，根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)周期數(shù)和預(yù)設(shè)采樣頻率計(jì)算預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，對(duì)電力信號(hào) 進(jìn)行采樣，獲得預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度的信號(hào)序列。
[0044] 步驟S102,對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行頻率初測(cè)，生成所述電力信號(hào)的初步頻率，并以所 述初步頻率為參考頻率。
[0045] 步驟S103,對(duì)所述信號(hào)序列進(jìn)行截短處理，獲得截短信號(hào)序列，所述截短信號(hào)序列 的序列長(zhǎng)度相對(duì)所述信號(hào)序列的序列長(zhǎng)度的截短值為所述信號(hào)序列的1周期序列長(zhǎng)度的 0. 25 倍。
[0046] 步驟S104,以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)分別與所述信 號(hào)序列相乘，生成第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列。
[0047] 步驟S105,以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)分別與所述截 短信號(hào)序列相乘，生成第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列。
[0048] 步驟S106,分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，生成第一實(shí)頻向量濾波序列和第一虛頻向量濾波序列。
[0049] 步驟S107,分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量濾波序列和所述第一虛頻向量濾波序列進(jìn)行 積分運(yùn)算，生成第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值。
[0050] 步驟S108,分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字濾 波，生成第二實(shí)頻向量濾波序列和第二虛頻向量濾波序列。
[0051] 步驟S109,分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量濾波序列和所述第二虛頻向量濾波序列進(jìn)行 積分運(yùn)算，生成第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值。
[0052] 步驟S110,根據(jù)預(yù)設(shè)的相位和幅值轉(zhuǎn)