【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統寬頻測量，尤其是網寬頻信號測量方法及系統。
技術介紹
1、隨著高比例新能源及高比例電力電子設備大規模接入電網(“雙高”)，電網受到諧波污染的影響進一步加劇，從而影響了電力系統的安全穩定運行。為保證電網運行過程中的電能質量，首先需要對電網中寬頻信號實現準確測量。傳統電網寬頻信號測量方法，多使用基于快速傅里葉變換(fast?fourier?transform，fft)的算法。用fft算法實現對電網寬頻信號的頻率、幅值及相位的計算。在實際應用中，由于基波工頻波動等原因，難以實現對電網寬頻信號的同步采樣，非同步采樣及非整周期截斷會導致頻譜泄漏現象，導致由fft計算所得的頻率、幅值及相位結果的誤差，進而導致后續電網調控、保護等方面工作的準確性。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術的第一目的是提供一種在高比例新能源及高比例電力電子設備接入電網的背景下的電網寬頻信號測量方法，本專利技術的第二目的是提供一種電網寬頻信號測量系統，實現對電網寬頻信號的精細化測量，從而實現對電網調控、保護等方面的應用提供有效準確的數據支撐。
2、技術方案：本專利技術所述的電網寬頻信號測量方法，包括如下步驟：
3、利用四項五階nuttall自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理；
4、利用fft算法獲取加窗后的電網寬頻信號的頻域信號，獲取目標頻點附近的四條譜線；
5、利用所述四條譜線對加窗后的電網寬頻信號進行譜線插值計算，對頻率、幅值及相位進行修正
6、根據修正后的頻率、幅值及相位模型計算電網寬頻信號各次諧波的幅值、頻率及初相角。
7、進一步地，利用四項五階nuttall自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理包括：
8、利用四項五階nuttall二階自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗截斷，其中，對兩個長度為n的四項五階nuttall窗函數進行自卷積，并通過補零得到長度為2n的四項五階nuttall二階自卷積窗。
9、進一步地，利用fft算法獲取加窗后的電網寬頻信號的頻域信號，獲取目標頻點附近的四條譜線包括：
10、取目標頻點的譜線ka左側距離最近的譜線k1、k2，右側距離最近的譜線k3、k4，其中k1+1＝k2、k2+1＝k3、k3+1＝k4。
11、進一步地，利用所述四條譜線對加窗后的電網寬頻信號進行譜線插值計算，對頻率、幅值及相位進行修正包括：
12、頻率修正模型為：
13、fa＝kaδf＝(α+k2+0.5)δf；
14、幅值修正模型為：
15、a＝(y1+2y2+2y3+y4)h(α)；
16、相位修正模型為：
17、
18、其中：
19、α＝4.5179β+0.8602β3+0.3947β5+0.1259β7；
20、h(α)＝0.87+0.0969α2+0.0056α4+0.0002α6；
21、n為四項五階nuttall自卷積窗的長度，wn-2(·)為四項五階nuttall二階自卷積窗函數，δf為頻率分辨率，aw(k)為加窗后的電網寬頻信號，y1＝aw(k1)，y2＝aw(k2)，y3＝aw(k3)，y4＝aw(k4)，
22、本專利技術所述的電網寬頻信號測量系統，包括：
23、nuttall自卷積窗加窗單元，用于利用四項五階nuttall自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理；
24、四譜線提取單元，利用fft算法獲取加窗后的電網寬頻信號的頻域信號，獲取目標頻點附近的四條譜線；
25、四譜線插值單元，用于利用所述四條譜線對加窗后的電網寬頻信號進行譜線插值計算，對頻率、幅值及相位進行修正；
26、計算單元，用于根據修正后的頻率、幅值及相位模型計算電網寬頻信號各次諧波的幅值、頻率及初相角。
27、進一步地，nuttall自卷積窗加窗單元中，利用四項五階nuttall二階自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗截斷，其中，對兩個長度為n的四項五階nuttall窗函數進行自卷積，并通過補零得到長度為2n的四項五階nuttall二階自卷積窗。
28、進一步地，四譜線提取單元中，取目標頻點的譜線ka左側距離最近的譜線k1、k2，右側距離最近的譜線k3、k4，其中k1+1＝k2、k2+1＝k3、k3+1＝k4。
29、進一步地，四譜線插值單元中：
30、頻率修正模型為：
31、fa＝kaδf＝(α+k2+0.5)δf；
32、幅值修正模型為：
33、a＝(y1+2y2+2y3+y4)h(α)；
34、相位修正模型為：
35、
36、其中：
37、α＝4.5179β+0.8602β3+0.3947β5+0.1259β7；
38、h(α)＝0.87+0.0969α2+0.0056α4+0.0002α6；
39、n為四項五階nuttall自卷積窗的長度，wn-2(·)為四項五階nuttall二階自卷積窗函數，δf為頻率分辨率，aw(k)為加窗后的電網寬頻信號，y1＝aw(k1)，y2＝aw(k2)，y3＝aw(k3)，y4＝aw(k4)，
40、本專利技術所述的電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述計算機程序被加載至處理器時實現所述的電網寬頻信號測量方法。
41、本專利技術所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述的電網寬頻信號測量方法。
42、有益效果：與現有技術相比，本專利技術的優點在于：(1)本專利技術能夠在電網寬頻信號測量過程中，對含高次諧波的電網寬頻信號實現精確測量，使測量結果的頻率、幅值及相位能準確反映信號的物理特征，實現對電網寬頻信號的精細化測量；(2)本專利技術使用四項五階nuttall二階自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理，四項五階nuttall二階自卷積窗具有更小的旁瓣峰值電平以及更大的旁瓣漸進衰減速率，即其具有更好的頻譜泄露抑制效果。
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1.一種電網寬頻信號測量方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用四項五階Nuttall自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理包括：
3.根據權利要求2所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用FFT算法獲取加窗后的電網寬頻信號的頻域信號，獲取目標頻點附近的四條譜線包括：
4.根據權利要求3所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用所述四條譜線對加窗后的電網寬頻信號進行譜線插值計算，對頻率、幅值及相位進行修正包括：
5.一種電網寬頻信號測量系統，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的電網寬頻信號測量系統，其特征在于，Nuttall自卷積窗加窗單元中，利用四項五階Nuttall二階自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗截斷，其中，對兩個長度為N的四項五階Nuttall窗函數進行自卷積，并通過補零得到長度為2N的四項五階Nuttall二階自卷積窗。
7.根據權利要求6所述的電網寬頻信號測量系統，其特征在于，四譜線提取單元中，取目標頻點的譜線ka左側距離最近的譜線
8.根據權利要求7所述的電網寬頻信號測量系統，其特征在于，四譜線插值單元中：
9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被加載至處理器時實現根據權利要求1-4任一項所述的電網寬頻信號測量方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現根據權利要求1-4任一項所述的電網寬頻信號測量方法。
...【技術特征摘要】
1.一種電網寬頻信號測量方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用四項五階nuttall自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗處理包括：
3.根據權利要求2所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用fft算法獲取加窗后的電網寬頻信號的頻域信號，獲取目標頻點附近的四條譜線包括：
4.根據權利要求3所述的電網寬頻信號測量方法，其特征在于，利用所述四條譜線對加窗后的電網寬頻信號進行譜線插值計算，對頻率、幅值及相位進行修正包括：
5.一種電網寬頻信號測量系統，其特征在于，包括：
6.根據權利要求5所述的電網寬頻信號測量系統，其特征在于，nuttall自卷積窗加窗單元中，利用四項五階nuttall二階自卷積窗對電網寬頻信號進行加窗截斷，其中，對兩個長度為n的四項五階nut...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈健，常乃超，楊煥，滕賢亮，陳力，張敏，鄭翔，仉陳，劉棟，劉碩夫，魏潔茹，孫健萍，林志穎，洪希，沈宇龍，陳航，曾德山，葛長明，
申請(專利權)人：國電南瑞南京控制系統有限公司，
類型：發明
國別省市：
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