[发明专利]一种基于正弦滤波的抗谐波测频方法和装置

说明书

本发明提供一种基于正弦滤波的抗谐波测频方法和装置，其中方法包括如下步骤：对电力系统的频率信号进行低通滤波，得到电力系统的低频信号；对电力系统的低频信号进行正弦滤波，得到电力系统的测频信号；对电力系统的测频信号进行测频处理，得到电力系统的实时频率。本发明提供的技术方案，在对电力系统进行测频处理时，首先消除其中的高频信号，然后消除其中的低频谐波的干扰，所以测频结果更加准确。

技术领域

本发明属于电力系统检测技术领域，具体涉及一种基于正弦滤波的抗谐波测频方法和装置。

背景技术

在电力系统中，频率是电能质量的重要指标之一，是反映电力系统运行状态的重要参数。一般情况下，电力系统的频率反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态，它将随负荷波动在小范围内缓慢的变化。当电力系统处于稳定运行状态下时，发电机的输出功率与电力系统负荷和损耗的功率维持平衡，电力系统的频率为标称值。如果电力系统中有大容量的负荷或大功率的发电机投切，或者控制设备不完善，就会导致电力系统频率的偏移，对电力系统的稳定运行和用户设备的正常工作带来影响，所以对电力系统频率的检测非常重要。

目前测量电力系统频率的方法很多，如过零点测频、相量测频、最小二乘法测频等，当电力系统的频率偏移时，如果电力系统的波形比较纯净，这些方法都均能获得较好的测频效果。但是检测到的电力系统的真实波形，其中都会含有谐波，如此以来这些方法的测频结果都会出现一定的偏差，甚至出现严重的错误。

2005年4月的《电力系统及其自动化学报》记载了一篇名称为“电力系统频率测量的一种新方法”的论文，该论文公开了一种在被测信号进入AD采样之前，采用性能良好的带通或低通滤波器消除被测信号中的高频噪声和谐波。使用带通滤波器虽然能够得到较好的测频信号，但是高精度的带通滤波器设计比较困难，需要的成本比较高；采用低通滤波器虽然能够很好的滤除掉被测信号中的高频噪声，但是不能滤除其中的低频谐波，尤其是频率在30Hz-45Hz之间的谐波。所以经过低通滤波器滤波处理后的测频信号中依然存在干扰信号，导致测频结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于正弦滤波的抗谐波测频方法和装置，用于解决电力系统存在谐波时测频结果不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于正弦滤波的抗谐波测频方法，包括如下步骤：

(1)对电力系统的频率信号进行低通滤波，得到电力系统的低频信号；

(2)对电力系统的低频信号进行正弦滤波，得到电力系统的测频信号；

(3)对电力系统的测频信号进行测频处理，得到电力系统的实时频率。

进一步的，在对电力系统的低频信号进行正弦滤波时，滤波公式为

其中x(n)为电力系统的低频信号，n为采样序号，N为装置采样率下的一周波点数，y(n)为电力系统的测频信号。

进一步的，所述步骤(3)中采用过零测频法对电力系统的测频信号进行测频处理，得到电力系统的实时频率。

进一步的，在采用过零侧频法对电力系统的测频信号进行测频处理时，通过线性插值算法得出电力系统测频信号的过零点。

一种基于正弦滤波的抗谐波测频装置，包括：

对电力系统的频率信号进行低通滤波，得到电力系统的低频信号的模块；

对电力系统的低频信号进行正弦滤波，得到电力系统的测频信号的模块；

对电力系统的测频信号进行测频处理，得到电力系统的实时频率的模块。

进一步的，在对电力系统的低频信号进行正弦滤波时，滤波公式为