[发明专利]一种加窗谱线插值的电力系统频率计算方法

摘要

本发明提供了一种加窗谱线插值的电力系统频率计算方法，包括以下步骤：1)通过电压测量电路获得公共连接点的10个连续采样周期的电压采样数据；2)对电压采样数据进行时域加窗函数处理；3)对加窗后的数据进行局部离散傅里叶变换，获得特定谐波次数的电压幅值；4)对计算得到的特定电压幅值，在相邻两个最大幅值之间进行插值；5)通过多项式曲线拟合方法计算得到频率系数，从而确定电网的基波频率；本发明方法，对N个采样点加布莱克曼窗函数，并且只对指定的谐波频率进行局部离散傅里叶(DFT)变换，经试验证明，本发明方法抑制频谱泄漏效果好，计算速度快，计算过程简单、精度高、通用性强，可用于高精度电能计量和电能质量分析。

主权项

1.一种加窗谱线插值的电力系统频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)采集获得公共连接点的10个连续工频周期的电压采样数据y(n)；式中n＝0,1,…..,N－1，其中，n为整数，表示当前采样点；N为正整数，表示所采样数据的总长度；公共连接点指一个及一个以上用户负荷的连接处；之后，进入步骤2)；2)对步骤1)得到的电压采样数据y(n)进行时域加窗函数处理，采用三项系数二阶升余弦窗即布莱克曼窗函数对电压采样数据进行加窗处理，布莱克曼窗函数w(n)的时域表达式为：将步骤1)得到的电压采样数据y(n)和布莱克曼窗函数的离散序列相乘，即可得到加窗处理后的数据x(n)，具体如下式所示：x(n)＝y(n)w(n)3)对从步骤2)得到的加窗处理后的数据x(n)进行局部离散傅里叶变换，计算第9、第10和第11根谱线分量，局部离散傅里叶变换的计算公式为：其中，k为整数，此处k＝9、k＝10、k＝11，即计算第9、第10和第11根谱线分量；j为虚数单位，e为自然指数函数的底数；和分别是第9、10和11根谱线分量，为复数形式，分别取绝对值即可得到第9、10和11谱线的幅值：4)由于理想电力基波频率为50Hz，实际电力频率在50Hz周围变化，步骤3)计算得到的第9、10和11根谱线对应幅值X(9)、X(10)和X(11)中，X(10)是最大的，作为最大值Xmax1＝X(10)，令常数kmax1＝10；再选出X(9)和X(11)中的较大值，作为次大值Xmax2，则：当X(9)>X(11)时，Xmax2＝X(9)，令常数kmax2＝9；当X(9)其中β是比例参数，w(2πf)是布莱克曼窗函数，由于X(kmax1)和X(kmax2)是已知的，可以计算出β值；5)对步骤4)得到的β表达式，计算电力系统实际频率所对应的谱线系数km＝α+kmax1+0.5，其中：α＝1.960β+0.153β3+0.074β5则电网电压的实际频率为fm＝5*km。