根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法和系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)對(duì)于初相位變化范圍較大的信號(hào)序列，通過(guò)正弦函數(shù)調(diào)制，得到零初相位或初相位在零附近的正弦函數(shù)調(diào)制序列。所述正弦函數(shù)調(diào)制序列避開了初相位變化范圍較大問(wèn)題的影響，同時(shí)正弦函數(shù)調(diào)制序列攜帶了數(shù)值較大的信號(hào)序列全相位差信息，可顯著的提高電力信號(hào)全相位差計(jì)算的準(zhǔn)確度、提高抗諧波和噪聲干擾性。本發(fā)明專利技術(shù)得到的電力信號(hào)的全相位差準(zhǔn)確度可以達(dá)到10-10量級(jí)，全相位差計(jì)算的準(zhǔn)確度較高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及電力
，特別是涉及一種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位 差檢測(cè)方法、根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電力系統(tǒng)的正弦參數(shù)的測(cè)量包括頻率測(cè)量、相位測(cè)量、幅值測(cè)量等。傅里葉變換是 實(shí)現(xiàn)正弦參數(shù)測(cè)量的基本方法，在電力系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。但隨著正弦參數(shù)測(cè)量技術(shù)的 發(fā)展，傅里葉變換存在的問(wèn)題也越顯突出，其難以進(jìn)一步滿足電力系統(tǒng)對(duì)正弦參數(shù)高準(zhǔn)確 度計(jì)算的要求。 在電力系統(tǒng)正弦參數(shù)測(cè)量方面，還有一些改進(jìn)的參數(shù)測(cè)量方法，如零交法、基于 濾波的測(cè)量法、基于小波變換法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量法、基于DFT (Discrete Fourier Transform，離散傅里葉變換）變換的測(cè)量法等。電網(wǎng)運(yùn)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(shí)際信號(hào)處理技術(shù)的局限性和信號(hào)構(gòu)成的復(fù)雜性，如信號(hào) 離散采樣產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量化背景噪聲影響，信號(hào)序列截?cái)嘁鸬念l譜泄漏問(wèn)題客觀上難以避 免，信號(hào)任意初相位問(wèn)題的影響，信號(hào)中的直流和分次諧波及次諧波問(wèn)題的影響等，這些算 法的測(cè)量精度也較低，且抗諧波和噪聲干擾性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差 檢測(cè)方法和系統(tǒng)，能夠提高全相位差計(jì)算的準(zhǔn)確度、提高抗諧波和噪聲干擾性。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案： -種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法，包括步驟： 根據(jù)電力信號(hào)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(hào)周期數(shù)，得到初步 采樣序列長(zhǎng)度； 根據(jù)所述初步采樣序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行初步采樣，獲取所述電力信號(hào)的 初步米樣序列； 對(duì)所述初步采樣序列進(jìn)行頻率初測(cè)，獲取所述電力信號(hào)的初步頻率，根據(jù)所述初 步頻率確定參考頻率； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，得到所述電力信號(hào)的單位周期序列長(zhǎng) 度； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和所述單位周期序列長(zhǎng)度，得到預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度； 根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步采樣序列中獲取正向序列； 將所述正向序列反向輸出，獲取所述正向序列的反褶序列； 將所述正向序列和所述反褶序列相減，得到零初相位的正弦函數(shù)調(diào)制序列； 將所述正弦函數(shù)調(diào)制序列進(jìn)行截短，獲得截短序列； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述正弦函數(shù)調(diào) 制序列相乘，得到第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列； 將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述截短序列相 乘，得到第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列； 分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第一 實(shí)頻向量陷波序列和第一虛頻向量陷波序列； 分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量陷波序列和所述第一虛頻向量陷波序列進(jìn)行積分運(yùn)算， 得到第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值； 分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第二 實(shí)頻向量陷波序列和第二虛頻向量陷波序列； 分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量陷波序列和所述第二虛頻向量陷波序列進(jìn)行積分運(yùn)算， 得到第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值； 根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實(shí)頻向量積分 值轉(zhuǎn)換為第一相位；將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第二相 位； 根據(jù)預(yù)設(shè)的截止相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第二相位轉(zhuǎn)換為所述正弦 函數(shù)調(diào)制序列的初相位； 根據(jù)預(yù)設(shè)的全相位差轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述正弦函數(shù)調(diào)制序列的初相位轉(zhuǎn)換為所述電 力信號(hào)的全相位差。 -種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)系統(tǒng)，包括： 初步采樣序列長(zhǎng)度確定模塊，用于根據(jù)電力信號(hào)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(hào)周期數(shù)，得到初步采樣序列長(zhǎng)度； 初步采樣序列獲取模塊，用于根據(jù)所述初步采樣序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行初 步采樣，獲取所述電力信號(hào)的初步采樣序列； 參考頻率確定模塊，用于對(duì)所述初步采樣序列進(jìn)行頻率初測(cè)，獲取所述電力信號(hào) 的初步頻率，根據(jù)所述初步頻率確定參考頻率； 單位周期序列長(zhǎng)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，得到 所述電力信號(hào)的單位周期序列長(zhǎng)度； 預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和所述單位周期序列 長(zhǎng)度，得到預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度； 正向序列獲取模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步采樣序列中獲取正 向序列； 反褶序列獲取模塊，用于將所述正向序列反向輸出，獲取所述正向序列的反褶序 列； 正弦函數(shù)調(diào)制序列確定模塊，用于將所述正向序列和所述反褶序列相減，得到零 初相位的正弦函數(shù)調(diào)制序列； 截短序列獲取模塊，用于將所述正弦函數(shù)調(diào)制序列進(jìn)行截短，獲得截短序列； 第一向量序列確定模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦 函數(shù)分別與所述正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘，得到第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列； 第二向量序列確定模塊，用于將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦 函數(shù)分別與所述截短序列相乘，得到第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列； 第一陷波序列確定模塊，用于分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量 序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第一實(shí)頻向量陷波序列和第一虛頻向量陷波序列； 第一積分值確定模塊，分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量陷波序列和所述第一虛頻向量陷 波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，得到第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值； 第二陷波序列確定模塊，用于分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量 序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第二實(shí)頻向量陷波序列和第二虛頻向量陷波序列； 第二積分值確定模塊，用于分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量陷波序列和所述第二虛頻向 量陷波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，得到第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值； 相位確定模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所 述第一實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第一相位；將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實(shí)頻向量 積分值轉(zhuǎn)換為第二相位； 初相位確定模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的截止相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第 二相位轉(zhuǎn)換為所述正弦函數(shù)調(diào)制序列的初相位； 全相位差確定模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的全相位差轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述正弦函數(shù)調(diào)制序 列的初相位轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的全相位差。 本專利技術(shù)根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法和系統(tǒng)，對(duì)于初相位變化 范圍較大的信號(hào)序列，通過(guò)正弦函數(shù)調(diào)制，得到零初相位或初相位在零附近的正弦函數(shù)調(diào) 制序列。所述正弦函數(shù)調(diào)制序列避開了初相位變化范圍較大問(wèn)題的影響，同時(shí)正弦函數(shù)調(diào) 制序列攜帶了數(shù)值較大的信號(hào)序列全相位差信息，可顯著的提高電力信號(hào)全相位差計(jì)算的 準(zhǔn)確度、提高抗諧波和噪聲干擾性。本專利技術(shù)得到的電力信號(hào)的全相位差準(zhǔn)確度可以達(dá)到 10 W量級(jí)，全相位差計(jì)算的準(zhǔn)確度較高。【附圖說(shuō)明】 圖1為本專利技術(shù)根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法實(shí)施例的流程示 意圖； 圖2為本專利技術(shù)正向序列和反褶序列長(zhǎng)度的示意圖； 圖3為采用本專利技術(shù)方法得到的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)相對(duì)誤差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意 圖； 圖4為本專利技術(shù)根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖5為本專利技術(shù)相位確定模塊實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】 為了更好的理解本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題、采取的技術(shù)方案以及達(dá)到的技術(shù)效 果，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的【具本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種根據(jù)正弦函數(shù)調(diào)制的電力信號(hào)全相位差檢測(cè)方法，其特征在于，包括步驟：根據(jù)電力信號(hào)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(hào)周期數(shù)，得到初步采樣序列長(zhǎng)度；根據(jù)所述初步采樣序列長(zhǎng)度對(duì)所述電力信號(hào)進(jìn)行初步采樣，獲取所述電力信號(hào)的初步采樣序列；對(duì)所述初步采樣序列進(jìn)行頻率初測(cè)，獲取所述電力信號(hào)的初步頻率，根據(jù)所述初步頻率確定參考頻率；根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率和所述參考頻率，得到所述電力信號(hào)的單位周期序列長(zhǎng)度；根據(jù)所述預(yù)設(shè)整數(shù)信號(hào)周期數(shù)和所述單位周期序列長(zhǎng)度，得到預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度；根據(jù)所述預(yù)設(shè)序列長(zhǎng)度，從所述初步采樣序列中獲取正向序列；將所述正向序列反向輸出，獲取所述正向序列的反褶序列；將所述正向序列和所述反褶序列相減，得到零初相位的正弦函數(shù)調(diào)制序列；將所述正弦函數(shù)調(diào)制序列進(jìn)行截短，獲得截短序列；將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述正弦函數(shù)調(diào)制序列相乘，得到第一實(shí)頻向量序列和第一虛頻向量序列；將所述參考頻率的余弦函數(shù)和所述參考頻率的正弦函數(shù)分別與所述截短序列相乘，得到第二實(shí)頻向量序列和第二虛頻向量序列；分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第一實(shí)頻向量陷波序列和第一虛頻向量陷波序列；分別對(duì)所述第一實(shí)頻向量陷波序列和所述第一虛頻向量陷波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，得到第一實(shí)頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到第二實(shí)頻向量陷波序列和第二虛頻向量陷波序列；分別對(duì)所述第二實(shí)頻向量陷波序列和所述第二虛頻向量陷波序列進(jìn)行積分運(yùn)算，得到第二實(shí)頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；根據(jù)預(yù)設(shè)的相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第一相位；將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實(shí)頻向量積分值轉(zhuǎn)換為第二相位；根據(jù)預(yù)設(shè)的截止相位轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述第一相位和所述第二相位轉(zhuǎn)換為所述正弦函數(shù)調(diào)制序列的初相位；根據(jù)預(yù)設(shè)的全相位差轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述正弦函數(shù)調(diào)制序列的初相位轉(zhuǎn)換為所述電力信號(hào)的全相位差。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李軍，陳世和，潘鳳萍，李鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44