[发明专利]一种快速测量电力系统谐波的方法

权利要求书

1.一种快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取采样数据步骤，过采样ADC对信号进行过采样，得到原始采样数据；

计算准同步采样率步骤，步骤如下：

对过采样ADC输出的原始采样数据进行降采样并保存；

对降采样后的数据进行加窗FFT处理；

计算基波频率；

计算准同步采样率并保存，准同步采样率F_snew＝F_f×N’×M，其中，F_f为基波频率，M为过采样倍数，N’为后续加矩形窗FFT的点数；

采样率转换步骤，步骤如下：

利用计算得到的准同步采样率对过采样ADC输出的原始采样数据进行插值处理；

对经过插值处理的数据进行降采样并保存；

准同步FFT处理步骤，步骤如下：

对经采样率转换后的数据进行加矩形窗FFT处理；

判断是否需要幅值补偿，如果不用则直接输出结果，否则将加矩形窗FFT处理后得到的各FFT的频谱幅值乘上补偿系数，进行幅值补偿后输出结果。

2.根据权利要求1所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：过采样ADC的采样率F_s＝F_nyquist×Oversample，其中Oversample为过采样ADC的过采样倍数，F_nyquist为满足奈奎斯特定理的采样率。

3.根据权利要求1所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：采用级联积分梳状滤波器对数据进行降采样处理。

4.根据权利要求1或3所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：计算准同步采样率时对降采样后的数据进行加nuttall窗FFT或加汉宁窗FFT处理。

5.根据权利要求1所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：采用以下公式计算基波频率：F_f＝Δf×k，式中的Δf为加窗FFT处理后信号的频谱分辨率，k是指基波频率在第k条FFT谱线上。

6.根据权利要求5所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：基波频率其中，Y(x)表示FFT的第x条谱线的幅值，L＝round(f/Δf)，round(x)表示指对x取整，f为信号频率。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：进行采样率转换时对数据进行插值的方法如下：

a、根据过采样ADC的采样率和准同步采样率的比值计算采样点的个数：

Step＝F_s/F_snew；

b、以第1个ADC采样点作为第1个插值样点输出，从q＝2开始；

c、计算第q个插值样点所在位置：phase＝Step×(q-1)+1；

d、计算第q个插值样点所在位置需要的ADC采样数据：ADC(pre)＝floor(phase)及ADC(nxt)＝ceil(phase)，式中的floor(x)表示对x向无穷小取整，ceil(x)表示对x向无穷大取整，pre表示第pre个ADC采样点，nxt表示第nxt个ADC采样点；

e、等待ADC完成第nxt个样点的采样，如果已有第nxt个样点则执行步骤f；

f、计算第q个插值样点的幅值并将结果输出，根据步骤d得到的ADC的采样数据计算幅值：Y(q)＝ADC(pre)×(nxt-phase)+ADC(nxt)×(phase-pre)，ADC(x)表示第x个ADC采样数据；

g、令q＝q+1，返回步骤c。

8.根据权利要求1或2或3或5或6所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：采用牛顿插值法对数据进行插值处理。

9.根据权利要求1或2或3或5或6所述的快速测量电力系统谐波的方法，其特征在于：根据信号经过降采样滤波后是否发生带内幅值衰减或增益进行幅值补偿，补偿系数为降采样滤波器的带内幅值衰减或增益值的倒数。