[发明专利]电力系统同步波形与广谱相量测量方法及装置

权利要求书

1.一种电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，包括：

在对波形数据打同步时标后，按定间隔上传、事件触发上传或者召唤上传中任意一种模式对同步波形进行上传，以完成同步波形测量/采集；

根据信号的若干采样值，计算信号的频谱信号；对所述频谱信号取模值后，在所有信号点中搜索极值点；采用插值算法计算极值点对应的间谐波或谐波频率；将计算得到的间谐波或谐波频率代入到信号模型中；采用基于sinc函数的插值算法计算基波、各间谐波或谐波相量值和频率值，以完成广谱相量测量。

2.根据权利要求1所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，所述计算信号的频谱信号，包括：

根据加窗DFT，计算得到信号的频谱信号。

3.根据权利要求2所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，所述根据加窗DFT，计算得到信号的频谱信，包括：

根据下式计算得到：

其中，S(k)代表每一相的频谱分析结果；k用于表示谱线编号，对应的频率为f_k＝k/N*f_s，f_s为信号采样频率，s(n)为电网电流信号；Hann(n)为窗函数表达。

4.根据权利要求1所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，所述采用插值算法计算极值点对应的间谐波或谐波频率，包括根据下式确定间谐波或谐波频率估计值：

其中，

其中，S(M)、S(M-1)和S(M+1)分别为极值点以及前后的频谱值，f_s为信号采样频率，为采用插值算法确定的间谐波或谐波的估计频率。

5.根据权利要求4所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，采用基于sinc函数的插值算法计算基波、各间谐波或谐波相量值和频率值，包括：

将采用插值算法确定的间谐波或谐波的估计频率代入信号模型f_ih中，并进行基于sinc插值函数的DFT计算：

其中，为基波相量；w(n)表示窗函数；为插值DFT计算的频率；c表示DFT计算的谱线序号；*表示共轭算子；

其中，p_ih(n)为间谐波/谐波相量；B为一个不小于基带信号p_ih(t)最高频率的频率值(B≠0)；2B是带限信号的采样频率；p_k,ih＝p_ih(k/2B)表征p_ih(n)在n＝kf_s/(2B)时刻的采样值；K为p_ih(0)每一侧用于重构间相量信号的采样点数；

并根据下式确定间谐波或谐波相量估计值和频率的最终估计值：

其中，为采用插值算法确定的谐波或谐波频率估计值，为最终估计值。

6.根据权利要求1所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，所述事件触发上传包括：

每隔预设时间段计算波形能量，若当前时间段波形的能量与上一时间段波形的能量差值，与上一时间段波形能量的比值，超过预设比值，则将对应的电压或电流波形上传到主站。

7.根据权利要求1所述的电力系统同步波形与广谱相量测量方法，其特征在于，所述根据信号的若干采样值，计算信号的频谱信号之前，还包括：

对三相模拟电压电流信号进行抗混叠滤波处理后，进行模数转换，得到所述信号的采样值。