[发明专利]用于数显表的电网频率测量方法和测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及电网领域，尤其是一种用于数显表的电网频率测量方法，还涉及一种用于数显表的电网频率测量系统。

背景技术

在工业生产日益发达的今天，用电能耗越来越高，用电负载也越来越复杂，导致电力线路中往往产生很严重的谐波。利用数显表测量电网频率时，必须要滤除掉谐波才能测量频率，否则频率计算结果将出现严重误差。

传统的数显表是将输入的交流电压信号通过光电耦合器隔离传输，处理器的I/O口通过光电耦合器的次级获得方波信号，该方波信号经处理器判断其上升下降沿，并配合计时器的计时，从而计算出频率。但是，传统的数显表只有在谐波小,信号较为稳定时,才能较为正确地计算。而在谐波信号干扰严重的情况下，交流电压信号有可能出现多次过零的情况，导致光电耦合器的次级在同一周期内出现多个方波，这样就导致计算出的频率产生误差甚至出错。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种用于数显表的电网频率测量方法和测量系统，能够有效滤除谐波信号，准确测量电网频率。

本发明采用的技术方案是提供一种用于数显表的电网频率测量方法，所述测量方法包括：将输入的电压信号经过衰减处理后进行低通滤波；按照预设时间间隔对低通滤波后的电压信号进行采样，得到预定时间长度的离散采样信号，其中，所述预定时间长度至少超过所述电压信号的一个周期；采用IIR滤波器对所述离散采样信号进行至少三阶滤波，得到采样点序列，获取所述采样点序列在每一采样点处的电压幅值S'_k，k＝1,2,3,...N，其中，k为采样点；滤除所述采样点序列在每一采样点处的电压幅值S'_k中的直流分量，得到基波点序列，获取所述基波点序列在每一采样点处的电压幅值S_k，其中，选择所述基波点序列在每一上升沿中的相邻两个采样点和/或在每一下降沿中的相邻两个采样点，根据所述相邻两个采样点处的电压幅值计算电压幅值为零时对应的过零时间点t，其中，S_k与S_k+1互为相反；根据相邻两个上升沿中的过零时间点和/或相邻两个下降沿中的过零时间点计算所述电压信号的频率。

其中，所述根据相邻两个上升沿中的过零时间点和/或相邻两个下降沿中的过零时间点计算所述电压信号的频率的步骤包括：根据相邻两个上升沿中的过零时间点之间的时间差值计算所述电压信号的频率。

其中，所述根据相邻两个上升沿中的过零时间点和/或相邻两个下降沿中的过零时间点计算所述电压信号的频率的步骤包括：根据相邻两个下降沿中的过零时间点之间的时间差值计算所述电压信号的频率。

其中，所述根据相邻两个上升沿中的过零时间点和/或相邻两个下降沿中的过零时间点计算所述电压信号的频率的步骤包括：计算相邻两个下降沿中的过零时间点之间的时间差值和相邻两个下降沿中的过零时间点之间的时间差值的平均值，根据所述平均值计算所述电压信号的频率。

其中，所述IIR滤波器采用切比雪夫I型低通滤波器，并且通带截止频率为55Hz,阻带截止频率为95Hz。

其中，采样频率为12.8ksps，所述预定时间长度为34ms。

本发明采用的另一技术方案是提供一种用于数显表的电网频率测量系统，所述测量系统包括低通滤波模块、采样模块、IIR滤波模块、直流滤除模块、采样点选择模块和计算模块，其中，所述低通滤波模块用于将输入的电压信号经过衰减处理后进行低通滤波；所述采样模块用于按照预设时间间隔对低通滤波后的电压信号进行采样，得到预定时间长度的离散采样信号，其中，所述预定时间长度至少超过所述电压信号的一个周期；所述IIR滤波模块用于采用IIR滤波器对所述离散采样信号进行至少三阶滤波，得到采样点序列，获取所述采样点序列在每一采样点处的电压幅值S'_k，k＝1,2,3,...N，其中，k为采样点；所述直流滤除模块用于滤除所述采样点序列在每一采样点处的电压幅值S'_k中的直流分量，得到基波点序列，获取所述基波点序列在每一采样点处的电压幅值S_k，其中，所述采样点选择模块用于选择所述基波点序列在每一上升沿中的相邻两个采样点和/或在每一下降沿中的相邻两个采样点，根据所述相邻两个采样点处的电压幅值计算电压幅值为零时对应的过零时间点t，其中，S_k与S_k+1互为相反；所述计算模块用于根据相邻两个上升沿中的过零时间点和/或相邻两个下降沿中的过零时间点计算所述电压信号的频率。