[发明专利]从电力信号中获取任意初相位正弦函数序列的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种从电力信号中获取任意初 相位正弦函数序列的方法和系统。

背景技术

电力系统的频率测量、相位测量和幅值测量等在本质上均为正弦参数的测 量。快速傅里叶变换算法(FFT)和离散傅里叶变换算法(DFT)是用于正弦参 数计算的基本数学方法，在电力系统中有广泛的应用。但随着正弦参数测量技 术的发展，快速傅里叶变换算法和离散傅里叶变换算法存在的问题也越显突出， 其难以进一步满足电力系统对正弦参数高准确度计算的要求。

在电力系统正弦参数测量方面，还有一些改进的参数测量方法，如零交法、 基于滤波的测量法、基于小波变换法、基于神经网络的测量法和基于DFT变换 的测量法等。电网运行额定工频在50Hz(赫兹)附近，属于频率较低的正弦频 率。由于实际信号处理技术的局限性和信号构成的复杂性，如信号离散采样产 生的数据量化背景噪声影响、信号序列截断引起的频谱泄漏问题客观上难以避 免、信号任意和不确定初相位问题的影响、信号中的直流和分次谐波及次谐波 问题的影响等，因此这些算法的测量精度低，且抗谐波和噪声干扰性差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种从电力信号中获取任意初相位正 弦函数序列的方法和系统，能够保证正弦参数计算的高准确度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种从电力信号中获取任意初相位正弦函数序列的方法，包括步骤：

根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获 得初步序列长度；

根据所述初步序列长度对电力信号进行采样，获得所述电力信号的初步序 列；

对所述初步序列进行频率初测，得到所述电力信号的初步频率，根据所述 初步频率得到参考频率；

根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序 列长度；

根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长 度，其中所述预设序列长度为奇数；

根据所述预设序列长度和预设起始点，从所述初步序列中获得第一正向序 列，根据所述第一正向序列获得第一反褶序列；

根据所述第一正向序列获得第一正相位，根据所述第一反褶序列获得第一 反相位；

根据所述第一正相位和所述第一反相位获得第一平均初相位；

根据所述第一平均初相位和预设相位值，获得相位比较值，根据所述相位 比较值、所述预设起始点和所述单位周期序列长度，获得新起始点；

根据所述预设序列长度和所述新起始点，从所述初步序列中获得第二正向 序列，根据第二正向序列获得第二反褶序列；

根据所述第二正向序列获得第二正相位，根据所述第二反褶序列获得第二 反相位；

根据所述第二正相位和所述第二反相位获得第二平均初相位；

将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相加，得到和序列，根据所述和 序列和所述第二平均初相位的余弦函数值，获得余弦函数调制序列；

将所述第二正向序列与所述第二反褶序列相减，得到差序列，根据所述差 序列和所述第二平均初相位的正弦函数值，获得正弦函数调制序列；

从所述余弦函数调制序列中心点输出，获得零初相位基准余弦函数调制序 列，从所述正弦函数调制序列中心点输出，获得零初相位基准正弦函数调制序 列；

设置初相位，将所述初相位的正弦函数与所述零初相位基准余弦函数调制 序列相乘获得第一乘法序列，将所述初相位的余弦函数与所述零初相位基准正 弦函数调制序列相乘获得第二乘法序列；

将所述第一乘法序列和所述第二乘法序列相加，获得所述初相位的正弦函 数序列。

一种从电力信号中获取任意初相位正弦函数序列的系统，包括：

初步序列长度确定模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频 率和预设整数信号周期数，获得初步序列长度；

初步序列获取模块，用于根据所述初步序列长度对电力信号进行采样，获 得所述电力信号的初步序列；

参考频率确定模块，用于对所述初步序列进行频率初测，得到所述电力信 号的初步频率，根据所述初步频率得到参考频率；