從電力信號中獲取任意初相位正交序列的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種從電力信號中獲取任意初相位正 交序列的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)的頻率測量、相位測量和幅值測量等在本質(zhì)上均為正弦參數(shù)的測量?？?速傅里葉變換算法(FFT)和離散傅里葉變換算法(DFT)是用于正弦參數(shù)計算的基本數(shù)學(xué)方 法，在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。但隨著正弦參數(shù)測量技術(shù)的發(fā)展，快速傅里葉變換算法和 離散傅里葉變換算法存在的問題也越顯突出，其難以進一步滿足電力系統(tǒng)對正弦參數(shù)高準(zhǔn) 確度計算的要求。
[0003 ]在電力系統(tǒng)正弦參數(shù)測量方面，還有一些改進的參數(shù)測量方法，如零交法、基于濾 波的測量法、基于小波變換法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測量法和基于DFT變換的測量法等。電網(wǎng)運 行額定工頻在50Hz(赫茲）附近，屬于頻率較低的正弦頻率。由于實際信號處理技術(shù)的局限 性和信號構(gòu)成的復(fù)雜性，如信號離散采樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量化背景噪聲影響、信號序列截斷引 起的頻譜泄漏問題客觀上難以避免、信號任意和不確定初相位問題的影響、信號中的直流 和分次諧波及次諧波問題的影響等，因此這些算法的測量精度低，且抗諧波和噪聲干擾性 差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種從電力信號中獲取任意初相位正交序列 的方法和系統(tǒng)，能夠保證正弦參數(shù)計算的高準(zhǔn)確度。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種從電力信號中獲取任意初相位正交序列的方法，包括步驟：
[0007] 根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得初步 序列長度；
[0008] 根據(jù)所述初步序列長度對電力信號進行采樣，獲得所述電力信號的初步序列；
[0009] 對所述初步序列進行頻率初測，得到所述電力信號的初步頻率，根據(jù)所述初步頻 率得到參考頻率；
[0010] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周期序列長 度；
[0011]根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得預(yù)設(shè)序列長度，其 中所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0012] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長度和預(yù)設(shè)起始點，從所述初步序列中獲得第一正向序列，根 據(jù)所述第一正向序列獲得第一反褶序列；
[0013] 根據(jù)所述第一正向序列獲得第一正相位，根據(jù)所述第一反褶序列獲得第一反相 位；
[0014] 根據(jù)所述第一正相位和所述第一反相位獲得第一平均初相位；
[0015] 根據(jù)所述第一平均初相位和預(yù)設(shè)相位值，獲得相位比較值，根據(jù)所述相位比較值、 所述預(yù)設(shè)起始點和所述單位周期序列長度，獲得新起始點；
[0016] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長度和所述新起始點，從所述初步序列中獲得第二正向序列， 根據(jù)第二正向序列獲得第二反褶序列；
[0017] 根據(jù)所述第二正向序列獲得第二正相位，根據(jù)所述第二反褶序列獲得第二反相 位；
[0018] 根據(jù)所述第二正相位和所述第二反相位獲得第二平均初相位；
[0019] 將所述第二正向序列與所述第二反褶序列相加，得到和序列，根據(jù)所述和序列和 所述第二平均初相位的余弦函數(shù)值，獲得余弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0020] 將所述第二正向序列與所述第二反褶序列相減，得到差序列，根據(jù)所述差序列和 所述第二平均初相位的正弦函數(shù)值，獲得正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0021] 從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列，從 所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0022] 設(shè)置初相位，將所述初相位的余弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相 乘獲得第一乘法序列，將所述初相位的正弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相 乘獲得第二乘法序列，將所述初相位的正弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相 乘獲得第三乘法序列，將所述初相位的余弦函數(shù)與所述零初相位基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相 乘獲得第四乘法序列；
[0023] 將所述第一乘法序列減去所述第二乘法序列，獲得所述初相位的余弦函數(shù)序列， 將所述第三乘法序列加上所述第四乘法序列，獲得所述初相位的正弦函數(shù)序列。
[0024] -種從電力信號中獲取任意初相位正交序列的系統(tǒng)，包括：
[0025]初步序列長度確定模塊，用于根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù) 設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得初步序列長度；
[0026]初步序列獲取模塊，用于根據(jù)所述初步序列長度對電力信號進行采樣，獲得所述 電力信號的初步序列；
[0027] 參考頻率確定模塊，用于對所述初步序列進行頻率初測，得到所述電力信號的初 步頻率，根據(jù)所述初步頻率得到參考頻率；
[0028] 單位周期序列長度確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得 所述電力信號的單位周期序列長度；
[0029] 預(yù)設(shè)序列長度確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列 長度，獲得預(yù)設(shè)序列長度，其中所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0030] 第一序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長度和預(yù)設(shè)起始點，從所述初步序列 中獲得第一正向序列，根據(jù)所述第一正向序列獲得第一反褶序列；
[0031] 第一正反相位確定模塊，用于根據(jù)所述第一正向序列獲得第一正相位，根據(jù)所述 第一反褶序列獲得第一反相位；
[0032] 第一平均初相位確定模塊，用于根據(jù)所述第一正相位和所述第一反相位獲得第一 平均初相位；
[0033] 新起始點確定模塊，用于根據(jù)所述第一平均初相位和預(yù)設(shè)相位值，獲得相位比較 值，根據(jù)所述相位比較值、所述預(yù)設(shè)起始點和所述單位周期序列長度，獲得新起始點；
[0034]第二序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長度和所述新起始點，從所述初步序 列中獲得第二正向序列，根據(jù)第二正向序列獲得第二反褶序列；
[0035]第二正反相位確定模塊，用于根據(jù)所述第二正向序列獲得第二正相位，根據(jù)所述 第二反褶序列獲得第二反相位；
[0036] 第二平均初相位確定模塊，用于根據(jù)所述第二正相位和所述第二反相位獲得第二 平均初相位；
[0037] 余弦函數(shù)調(diào)制序列確定模塊，用于將所述第二正向序列與所述第二反褶序列相 加，得到和序列，根據(jù)所述和序列和所述第二平均初相位的余弦函數(shù)值，獲得余弦函數(shù)調(diào)制 序列；
[0038]正弦函數(shù)調(diào)制序列確定模塊，用于將所述第二正向序列與所述第二反褶序列相 減，得到差序列，根據(jù)所述差序列和所述第二平均初相位的正弦函數(shù)值，獲得正弦函數(shù)調(diào)制 序列；
[0039]零初相位調(diào)制序列獲取模塊，用于從所述余弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得零 初相位基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列，從所述正弦函數(shù)調(diào)制序列中心點輸出，獲得零初相位基準(zhǔn) 正弦函數(shù)調(diào)制序列；
[0040]乘法序列獲取模塊，用于設(shè)置初相位，將所述初相位的余弦函數(shù)與所述零初相位 基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得第一乘法序列，將所述初相位的正弦函數(shù)與所述零初相位 基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得第二乘法序列，將所述初相位的正弦函數(shù)與所述零初相位 基準(zhǔn)余弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得第三乘法序列，將所述初相位的余弦函數(shù)與所述零初相位 基準(zhǔn)正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘獲得第四乘法序列；
[0041 ]初相位正交序列確定模塊，用于將所述第一乘法序列減去所述第二乘法序列，獲 得所述初相位的余弦函數(shù)序列，將所述第三乘法序列加上所述第四乘法序列，獲得所述初 相位的正弦函數(shù)序列。
[0042]本發(fā)明從電力信號中獲取任意初相位正交序列的方法和系統(tǒng)，獲得的所述初相位 的余弦函數(shù)序列和所述初相位的正弦函數(shù)序列互為正交，構(gòu)成正交序列。本發(fā)明可根據(jù)實 際需要設(shè)置正交序列的初相位，避開了輸入序列任意和不確定初相位問題的影響，對提高 正弦參數(shù)計算準(zhǔn)確度有積極意義。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明從電力信號中獲取任意初相位正交序列的方法實施例的流程示意 圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明初步序列、第一正向序列和第一反褶序列的示意圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明零初相位基準(zhǔn)點的示意圖；
[0046]圖4為本發(fā)明從電力信號中獲取任意初相位正交序列的系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。
【具體實施方式】
[0047]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實 施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
[0048] 如圖1所示，一種從電力信號中獲取任意初相位正交序列的方法，包括步驟：
[0049] S101、根據(jù)電力信號頻率范圍的下限、預(yù)設(shè)采樣頻率和預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)，獲得 初步序列長度；
[0050] S102、根據(jù)所述初步序列長度對電力信號進行采樣，獲得所述電力信號的初步序 列；
[0051] S103、對所述初步序列進行頻率初測，得到所述電力信號的初步頻率，根據(jù)所述初 步頻率得到參考頻率；
[0052] S104、根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，獲得所述電力信號的單位周期序 列長度；
[0053] S105、根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號周期數(shù)和所述單位周期序列長度，獲得預(yù)設(shè)序列長 度，其中所述預(yù)設(shè)序列長度為奇數(shù)；
[0054] S106、根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長度和預(yù)設(shè)起始點，從所述初步序列中獲得第一正向序 列，根據(jù)所述第一正向序列獲得第一反褶序列；
[0055] S107、根據(jù)所述第一正向序列獲得第一正相位，根據(jù)所述第一反褶序列獲得第一