[发明专利]一种克服频率摄动的电压基波分量检测方法

权利要求书

1.一种克服频率摄动的电压基波分量检测方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现： 

步骤一，根据存在频率偏差的电压信号的表达式，通过时域到复频域的变换，得到相位误差与频率偏差Δδ之间的代数关系式： 

其中，r代表第r次采样，N＝f_s/f₀为一个额定周期内的采样点数，f_s为采样频率，f₀为额定频率； 

步骤二，根据步骤一得到的相位误差与频率偏差之间的代数关系、当前相位信息以及一个工频周期前的相位信息计算出频率偏差： 

其中，为第r次采样测量的相位； 

步骤三，根据步骤二获得的频率偏差，计算当前时刻的相位误差，进而根据频率偏差和当前时刻的相位误差计算滑窗迭代傅里叶变化的等效相位误差，最终检测到的电压基波分量y(r)_m的表达式为： 

其中， 

其中，u(r)为离散化的电网电压信号，

2.根据权利要求1所述的一种克服频率摄动的电压基波分量检测方法，其特征在于，步骤一中，获得相位误差与频率偏差之间的代数关系式的具体过程为： 

电网电压信号u(t)表示为： 

对电网电压信号u(t)进行数字采样，得到离散化电网电压信号为： 

定义辅助变量δ为： 

r对应的数据段的离散化电网电压信号为： 

利用欧拉公式将上式改写为复频域表达式，其中，F为幅值误差系数： 

则第r次采样测量的相位表示为： 

根据上式得到相位误差与频率偏差Δδ之间的代数关系式： 

。

3.根据权利要求2所述的一种克服频率摄动的电压基波分量检测方法，其特征在于，步骤二中，获得频率偏差的具体过程为： 

测量相差一个额定工频周期的两个电压U^r与U^r-N的相位差，将相位差定义在(-π,π)的区间内，利用式(6)得到公式(8)和公式(9)： 

公式(8)和公式(9)作差后得到： 

。

4.根据权利要求3所述的一种克服频率摄动的电压基波分量检测方法，其特征在于，步骤三中，获得电压基波相位信息的具体过程为： 

首先生成基频正交系单位参考信号cos(ωt)以及sin(ωt)，第r次采样对应的时刻t＝0.02+(r-1)T_s，T_s为采样周期，对于输入离散序列，在第r次采样对应的时刻做滑窗迭代傅里叶变换，得到： 

信号幅值|U^r|的表达示为： 

第r次采样对应的时刻与电压基波同相位的单位幅值信号y(r)_m为： 

将上式变形为： 

而该时刻准确的y(r)为： 

该时刻的等效相位差为： 

将参考信号向左移动Δφ(r)，得到修正后的y(r)_m的表达式为： 

公式(19)即为最终检测到的电压基波分量。