獲取電力信號的提高頻率基準正交序列的方法和系統(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，特別是涉及一種獲取電力信號的提高頻率基準正交序 列的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測量、相位測量、幅值測量等在本質(zhì)上均為正弦參數(shù)的測量?？焖?傅里葉變換和離散傅里葉變換是實現(xiàn)正弦參數(shù)測量的基本方法，在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng) 用。但是上述方法在信號采樣過程的非整數(shù)周期截斷，引起頻譜泄漏，而頻譜泄漏會產(chǎn)生相 應(yīng)的誤差。
[0003] 在電力系統(tǒng)正弦參數(shù)測量方面，有多種測量方法，如加窗口函數(shù)方法、采用插值修 正方法等，減小頻譜泄漏問題的影響。但是上述測量方法測量精度低，不適合于高準確度正 弦參數(shù)的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述情況，本發(fā)明提出了一種獲取電力信號的提高頻率基準正交序列的方法 和系統(tǒng)，提高正弦參數(shù)測量的準確度。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實施例為：
[0006] -種獲取電力信號的提高頻率基準正交序列的方法，包括以下步驟：
[0007] 根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得所述 電力信號的初步序列長度；
[0008] 根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行采樣，獲得所述電力信號的初步序 列；
[0009] 對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，并根據(jù)所述初步 頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0010]根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周期序列長 度；
[0011]根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得所述電力信號的預(yù) 設(shè)序列長度，所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0012] 根據(jù)預(yù)設(shè)起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所述電力信號的初 次正向序列；
[0013] 根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次反褶序列；
[0014] 根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次正相位，并根據(jù)所述初次反褶序 列獲得所述電力信號的初次反相位；
[0015] 根據(jù)所述初次正相位和所述初次反相位獲得所述電力信號的初次平均初相位； [0016]將所述初次平均初相位與±π/4進行比較，獲得與所述±π/4比較的初次相位比較 值，并根據(jù)所述初次相位比較值和所述預(yù)設(shè)起始點，獲得新起始點；
[0017] 根據(jù)所述新起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所述電力信號的 再次正向序列，并根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次反褶序列；
[0018] 根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次正相位，并根據(jù)所述再次反褶序 列獲得所述電力信號的再次反相位；
[0019] 根據(jù)所述再次正相位和所述再次反相位獲得所述電力信號的再次平均初相位；
[0020] 將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加，并根據(jù)相加后的結(jié)果和所述再次 平均初相位，獲得所述電力信號的余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0021] 將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相減，并根據(jù)相減后的結(jié)果和所述再次 平均初相位，獲得所述電力信號的正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0022] 從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所述電力信號的零初相位基準余弦函 數(shù)調(diào)制序列；從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所述電力信號的零初相位基準正 弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0023] 將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲 得所述電力信號的第一乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基 準正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號的第二乘法序列，將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦 函數(shù)與所述零初相位基準正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號的第三乘法序列，將所 述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電 力信號的第四乘法序列；
[0024] 將所述第一乘法序列與所述第二乘法序列相加，獲得所述電力信號的提高頻率的 零初相位基準正弦函數(shù)序列；將所述第四乘法序列與所述第三乘法序列相減，獲得所述電 力?目號的提尚頻率的零初相位基準余弦函數(shù)序列；
[0025] 根據(jù)所述提高頻率的零初相位基準正弦函數(shù)序列和所述提高頻率的零初相位基 準余弦函數(shù)序列獲得所述電力信號的提高頻率的基準正交序列。
[0026] -種獲取電力彳目號的提尚頻率基準正交序列的系統(tǒng)，包括：
[0027] 初步序列長度模塊，用于根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整 數(shù)信號周期數(shù)，獲得所述電力信號的初步序列長度；
[0028] 初步序列模塊，用于根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行采樣，獲得所述 電力信號的初步序列；
[0029] 頻率初測模塊，用于對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻 率，并根據(jù)所述初步頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0030] 單位周期序列長度模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述 電力信號的單位周期序列長度；
[0031] 預(yù)設(shè)序列長度模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長 度，獲得所述電力信號的預(yù)設(shè)序列長度，所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0032] 初次正向序列模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列 中獲得所述電力信號的初次正向序列；
[0033] 初次反褶序列模塊，用于根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次反褶序 列；
[0034]初次相位模塊，用于根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次正相位，并 根據(jù)所述初次反褶序列獲得所述電力信號的初次反相位；
[0035]初次平均初相位模塊，用于根據(jù)所述初次正相位和所述初次反相位獲得所述電力 信號的初次平均初相位；
[0036]相位比較模塊，用于將所述初次平均初相位與±π/4進行比較，獲得與所述±π/4 比較的初次相位比較值，并根據(jù)所述初次相位比較值和所述預(yù)設(shè)起始點，獲得新起始點； [0037]再次序列模塊，用于根據(jù)所述新起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中 獲得所述電力信號的再次正向序列，并根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次反 褶序列；
[0038]再次相位模塊，用于根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次正相位，并 根據(jù)所述再次反褶序列獲得所述電力信號的再次反相位；
[0039] 再次平均初相位模塊，用于根據(jù)所述再次正相位和所述再次反相位獲得所述電力 信號的再次平均初相位；
[0040] 余弦函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加，并 根據(jù)相加后的結(jié)果和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號的余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0041] 正弦函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相減，并 根據(jù)相減后的結(jié)果和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號的正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0042] 基準函數(shù)調(diào)制序列模塊，用于從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所述電 力信號的零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序列；從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所 述電力信號的零初相位基準正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0043]乘法序列模塊，用于將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準余弦函 數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號的第一乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù) 與所述零初相位基準正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號的第二乘法序列，將預(yù)設(shè)微 調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得所述電力信號的 第三乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序 列相乘獲得所述電力信號的第四乘法序列；
[0044]提高頻率基準函數(shù)序列模塊，將所述第一乘法序列與所述第二乘法序列相加，獲 得所述電力信號的提高頻率的零初相位基準正弦函數(shù)序列;將所述第四乘法序列與所述第 三乘法序列相減，獲得所述電力信號的提高頻率的零初相位基準余弦函數(shù)序列；
[0045]提高頻率的基準正交序列模塊，用于根據(jù)所述提高頻率的零初相位基準正弦函數(shù) 序列和所述提高頻率的零初相位基準余弦函數(shù)序列獲得所述電力信號的提高頻率的基準 正交序列。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明獲取電力信號的提高頻率基準正 交序列的方法和系統(tǒng)，根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和初設(shè)整數(shù)信號周期 數(shù)，獲得初步序列長度，并對電力信號進行初步采樣，獲得初步序列;對初步序列進行頻率 初測，生成初步頻率，設(shè)定參考頻率;根據(jù)預(yù)設(shè)采樣頻率和參考頻率，獲得單位周期序列長 度;根據(jù)預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和單位周期序列長度，獲得預(yù)設(shè)序列長度;從初步序列中獲得 初次正向序列，進一步獲得初次反褶序列;根據(jù)初次正向序列、初次反褶序列獲得初次正相 位、初次反相位，進一步獲得初次平均初相位;與± π/4進行比較獲得初次相位比較值，進一 步獲得新起始點；根據(jù)新起始點和預(yù)設(shè)序列長度，獲得再次正向序列、再次反褶序列，進一 步獲得再次正相位、再次反相位、再次平均初相位;根據(jù)再次正相位、再次反相位、再次平均 初相位獲得余弦函數(shù)調(diào)制序列、正弦函數(shù)調(diào)制序列;從余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得 零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序列，從正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得零初相位基準正 弦函數(shù)調(diào)制序列;根據(jù)預(yù)設(shè)微調(diào)頻率、零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序列、零初相位基準正弦 函數(shù)調(diào)制序列獲得提尚頻率的基準正交序列，通過提尚?目號序列的基波頻率，可實現(xiàn)對基 波信號的整數(shù)周期截斷，電力信號中以基波成分的幅值最大，解決基波信號的整數(shù)周期截 斷問題，提高了正弦參數(shù)計算的準確度，適合實際應(yīng)用。
【附圖說明】
[0047]圖1為一個實施例中獲取電力信號的提高頻率基準正弦函數(shù)序列的方法流程圖； [0048]圖2為一個實施例中初次正向序列和初次反褶序列示意圖；
[0049]圖3為一個實施例中零初相位基準點示意圖；
[0050]圖4為一個實施例中獲取電力彳目號的提尚頻率基準正弦函數(shù)序列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意 圖。
【具體實施方式】
[0051] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步地詳細描述。
[0052] 本發(fā)明中的步驟雖然用標號進行了排列，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。
[0053] -個實施例中獲取電力信號的提高頻率基準正交序列的方法，如圖1所示，包括以 下步驟：
[0054] 步驟S101:根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)， 獲得所述電力信號的初步序列長度；
[0055]步驟S102:根據(jù)所述初步序列長度對所述電力信號進行采樣，獲得所述電力信號 的初步序列；
[0056] 步驟S103:對所述初步序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，并根據(jù) 所述初步頻率設(shè)定所述電力信號的參考頻率；
[0057] 步驟S104:根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周 期序列長度；
[0058] 步驟S105:根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得所述電 力信號的預(yù)設(shè)序列長度，所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0059] 步驟S106:根據(jù)預(yù)設(shè)起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所述電 力信號的初次正向序列；
[0060] 步驟S107:根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次反褶序列；
[0061]步驟S108:根據(jù)所述初次正向序列獲得所述電力信號的初次正相位，并根據(jù)所述 初次反褶序列獲得所述電力信號的初次反相位；
[0062]步驟S109:根據(jù)所述初次正相位和所述初次反相位獲得所述電力信號的初次平均 初相位；
[0063]步驟S110:將所述初次平均初相位與± π/4進行比較，獲得與所述±31/4比較的初 次相位比較值，并根據(jù)所述初次相位比較值和所述預(yù)設(shè)起始點，獲得新起始點；
[0064]步驟S111:根據(jù)所述新起始點和所述預(yù)設(shè)序列長度，從所述初步序列中獲得所述 電力信號的再次正向序列，并根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次反褶序列； [0065]步驟S112:根據(jù)所述再次正向序列獲得所述電力信號的再次正相位，并根據(jù)所述 再次反褶序列獲得所述電力信號的再次反相位；
[0066] 步驟S113:根據(jù)所述再次正相位和所述再次反相位獲得所述電力信號的再次平均 初相位；
[0067] 步驟S114:將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相加，并根據(jù)相加后的結(jié)果 和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號的余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0068] 步驟S115:將所述再次正向序列和所述再次反褶序列相減，并根據(jù)相減后的結(jié)果 和所述再次平均初相位，獲得所述電力信號的正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0069] 步驟S116 :從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所述電力信號的零初相位 基準余弦函數(shù)調(diào)制序列；從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得所述電力信號的零初 相位基準正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0070] 步驟S117:將預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散正弦函數(shù)與所述零初相位基準余弦函數(shù)調(diào)制序 列相乘獲得所述電力信號的第一乘法序列，將所述預(yù)設(shè)微調(diào)頻率的離散余弦函數(shù)與所述零 初相位基準正弦函