[发明专利]电力信号的基波相位测量方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及电力信号的基波相位测量方法和系统。

【背景技术】

电力系统的频率测量、谐波测量、功率测量等在本质上均为正弦参数的测量。傅里叶变换等是实现正弦参数测量的基本方法，在电力系统有广泛的应用。但随着正弦测量技术的发展，傅里叶变换存在的问题也越显突出，难以进一步满足正弦参数高精度计算的要求。

电力系统功率计算首先是电压电流幅值和相位的计算，而电压电流幅值和相位的计算又首先是频率的计算，可认为频率测量是正弦参数计算的基础。在电力系统频率测量方面，有形式各样的频率测量或计算方法，如零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法、基于DFT变换的频率算法、基于相位差的频率算法等。

但是，电网运行额定工频为50Hz，属于较低的频率，以上所述的频率测量方法对低频信号的频率测量精度不高，且抗噪声干扰性差，易导致基波相位的测量精度低、抗噪声干扰性差。

【发明内容】

基于此，有必要针对以上所述的频率测量方法对低频信号的频率测量精度不高，且抗噪声干扰性差，易导致基波相位的测量精度低、抗噪声干扰性差的问题，提供一种电力信号的基波相位测量方法和系统。

一种电力信号的基波相位测量方法，包括以下步骤：

根据预设时间长度和预设采样频率，对电力信号进行采样获得采样数据序列；

对所述采样数据序列的基波频率进行初测，获得初步基波频率，并以初步基波频率为参考频率；

将所述参考频率的余弦函数与所述采样数据序列相乘，生成实数向量序列；

对所述实数向量序列进行数字滤波，获得实数向量滤波序列；

将所述参考频率的正弦函数与所述采样数据序列相乘，生成虚数向量序列；

对所述虚数向量序列进行数字滤波，生成虚数向量滤波序列；

分别将所述实数向量滤波序列和所述虚数向量滤波序列等分为两段序列，生成实数向量滤波前段序列、实数向量滤波后段序列、虚数向量滤波前段序列和虚数向量滤波后段序列；

对所述实数向量滤波前段序列和所述虚数向量滤波前段序列分别进行积分运算，生成前段序列实数积分值和前段序列虚数积分值；

根据预设的相位转换规则，将所述前段序列实数积分值与所述前段序列虚数积分值转换为第一相位；

对所述实数向量滤波后段序列和所述虚数向量滤波后段序列分别进行积分运算，生成后段序列实数积分值和后段序列虚数积分值；

根据所述预设的相位转换规则，将所述后段序列实数积分值和所述后段序列虚数积分值转换为第二相位；

将所述第二相位减去所述第一相位，生成相位差；

根据预设的频率转换规则，将所述相位差和所述参考频率转换为所述电力信号的基波频率；

以所述基波频率为参考频率，并获取与所述基波频率对应的数字滤波参数；

将所述参考频率的余弦函数与所述采样数据序列相乘，生成实数向量序列；

以所述数字滤波参数对所述实数向量序列进行数字滤波，生成实数向量滤波序列；

对所述实数向量滤波序列进行积分运算，生成实数向量积分值；

将所述参考频率的正弦函数与所述采样数据序列相乘，获得虚数向量序列；

以所述数字滤波参数对所述虚数向量序列进行数字滤波，生成虚数向量滤波序列；

对所述虚数向量滤波序列进行积分运算，生成虚数向量积分值；

根据所述预设的相位转换规则，将所述实数向量积分值和所述虚数向量积分值转换为基波相位。

一种电力信号的基波相位测量系统，包括：

采样模块，用于根据预设时间长度和预设采样频率，对电力信号进行采样获得采样数据序列；

初测模块，用于对所述采样数据序列的基波频率进行初测，获得初步基波频率，并以初步基波频率为参考频率；

第一实数向量序列模块，用于将所述参考频率的余弦函数与所述采样数据序列相乘，生成实数向量序列；

第一实数向量滤波模块，用于对所述实数向量序列进行数字滤波，获得实数向量滤波序列；

第一虚数向量序列模块，用于将所述参考频率的正弦函数与所述采样数据序列相乘，生成虚数向量序列；

第一虚数向量滤波模块，用于对所述虚数向量序列进行数字滤波，生成虚数向量滤波序列；

序列等分模块，用于分别将所述实数向量滤波序列和所述虚数向量滤波序列等分为两段序列，生成实数向量滤波前段序列、实数向量滤波后段序列、虚数向量滤波前段序列和虚数向量滤波后段序列；