[发明专利]一种基于电压幅值的电网频率实时测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于电压幅值的电网频率实时测量方法，其特征在于，所述基于电压幅值的电网频率实时测量方法包括：

电压取样：利用100:5隔离变压器，将高压PT输出电压降低至5V，然后利用精密无感电阻分压取样；

调理电路：利用射极跟随电路调理，电路功率趋于0；在120％PT输入电压下，电压输出峰值小于±5V；

AD取样：利用16位AD完成采样，采样频率为10kHz；

频率计算：整周期采样点数N下对应的计算频率f为：

频率计算的方法具体包括：

假设电网实际频率为f₀，电压

其中a₀,a₁,a₂......a_m依次是直流、基波、2次到m次电压谐波的幅值；φ₁,φ₂......φ_m依次是基波、2次到m次电压谐波的相位；

对于基频，利用DFT变换，基频的实部R₁(n)、虚部V₁(n)为

R₁(n)是利用n,n+1,n+2，…，n+N-1共N个点计算出的基频实部；

V₁(n)是利用n,n+1,n+2，…，n+N-1共N个点计算出的基频虚部；

则基频幅值

若采样频率f_s不等于真实电网频率f₀的整数倍，U_1n将在一定的范围内波动；

在真实频率f₀附近，U_1n的波动范围ΔU和Δf绝对值成正比；其中，ΔU为N个U_1n中最大值与最小值之差，Δf为计算频率f＝fs/N与真实频率f₀之差；

若f＝f₀，基波幅值U_1n为一定值,不随n变化，记为U₁，n＝0,1,2……N-1；基波幅值U₁与实际幅值a₁满足如下关系：

2.如权利要求1所述的基于电压幅值的电网频率实时测量方法，其特征在于，所述基于幅值的电网频率实时测量方法进一步包括：

1)在10kHz采样频率下，N1＝202,N2＝201,N3＝200,N4＝199,N5＝198。计算N＝N1、N2、N3、N4、N5的傅立叶变换系数共计需要2000个实数来存储这些系数；

2)计算各个计算频率f下的幅值U_N,n分布；

3)确定各个计算频率下的幅值U_N,max，U_N,min，并计算出ΔU＝U_N,max-U_N,min；

4)若计算频率与电网实际频率相等，则ΔU＝0；否则ΔU＞0；

5)找出五个频率下ΔU最小值ΔU_bottom和ΔU次最小值ΔU_top及其对应的频率f_top、f_bottom；

6)利用插值公式计算电网实际频率

3.一种实施权利要求1所述基于幅值的电网频率实时测量方法的基于电压幅值的电网频率实时测量控制系统。