[发明专利]一种电力系统暂态信号瞬时频率识别算法

权利要求书

1.一种电力系统暂态信号瞬时频率识别算法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：以固定采样率对电力系统暂态信号进行采样，生成离散信号序列；

S2：搜索整段电力系统暂态信号过零点附近的4个采样点；

S3：判断整段电力系统暂态信号的采样时长是否大于2个周期；若是整段电力系统暂态信号的采样时长小于等于2个周期，则返回步骤S1继续以固定采样率对电力系统暂态信号进行采样；若是整段电力系统暂态信号的采样时长大于2个周期，则进行下一步骤S4；

S4：根据需求确定时变频率泰勒多项式的最高次数；

S5：构建牛顿插值多项式求解电力系统暂态信号过零点与之后第一个采样点之间的时间间隔Δt_i；i＝1,2,3,4；

S6：根据求解出来的时间间隔Δt_i求解电力系统暂态信号分别过零点时的时刻t_0i；

S7：构建电力系统暂态信号的时变频率模型，并对时变频率模型进行n阶泰勒展开，得到频率泰勒多项式，构建泰勒多项式系数的代数方程并求解；

S8：得出时变频率的泰勒多项式的具体表达式；

S9：代入具体时间点得出不同时刻的瞬时频率，输入整段信号的时间点得出时变频率信号的曲线。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统暂态信号瞬时频率识别算法，其特征在于：所述步骤S5中具体包括以下步骤：

S51：设u(t_n)为插值节点，对应n阶牛顿向后插值公式为：

U_n(t,u(t))＝u(t_n)+u[t_n,t_n-1](t-t_n)+u[t_n,t_n-1,t_n-2](t-t_n)(t-t_n-1)+...+u[t_n,...,t₀](t-t_n)...(t-t₁)； (1)

S52：u(t_n)记为u_n，则：

其中h表示采样间隔，时间点t_k处的m阶差分表示为：

S53：由于采样频率是固定的，因此插值节点之间等距，因此有：

t＝t_n+ph,-1≤p≤0； (4)

将(4)代入(1)可得：

S54：取u(t₀)～u(t₃)为插值节点，式(5)转换为：

S55：式(6)为用于拟合电力系统暂态信号过零点附近的三次插值多项式；其中电力系统暂态信号过零点与之后第一个采样点之间的时间间隔Δt_i的计算方式如下：

Δt_i＝-th； (7)

其中t表示具体时刻；

S56：令U₃(t)＝0即可求解电力系统暂态信号准确的过零点时刻，采用牛顿迭代法求解，根据相似三角形关系可得：

取迭代初值：

将求解结果代入式(7)，即可得到Δt_i的具体数值。

3.根据权利要求2所述的一种电力系统暂态信号瞬时频率识别算法，其特征在于：所述步骤S6中根据求解出来的时间间隔Δt_i求解电力系统暂态信号分别过零点时的时刻具体为：

根据下式可求解t_0i：

t_0i＝N_ih+Δt₀-Δt_i,i＝1,2,3,4； (10)。