將電力信號轉換為零初相位信號序列的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力技術領域，特別是涉及一種將電力信號轉換為零初相位信號序列 的方法和系統。
【背景技術】
[0002] 電力系統的頻率測量、相位測量、幅值測量等在本質上均為正弦參數的測量。傅里 葉變換是實現正弦參數測量的基本方法，在電力系統中有廣泛的應用。但隨著正弦參數測 量技術的發展，傅里葉變換存在的問題越顯突出，其難以進一步滿足電力系統對正弦參數 高準確度計算的要求。
[0003] 在電力系統正弦參數測量方面，有多種測量方法，如零交法、基于濾波的測量法、 基于小波變換法、基于神經網絡的測量法、基于DFT變換的測量法等。但是電網運行額定工 頻在50Hz附近，屬于頻率較低的正弦頻率。由于實際信號處理技術的局限性和信號構成的 復雜性，上述測量方法對正弦參數測量精度低，抗諧波和噪聲干擾性差。
【發明內容】
[0004] 基于上述情況，本發明提出了一種將電力信號轉換為零初相位信號序列的方法和 系統，獲取零初相位信號序列，提高正弦參數計算的準確度和抗諧波、噪聲干擾性。
[0005] 為了實現上述目的，本發明技術方案的實施例為：
[0006] -種將電力信號轉換為零初相位信號序列的方法，包括以下步驟：
[0007] 根據電力信號頻率范圍的下限、預設采樣頻率和預設整數信號周期數，獲得所述 電力信號的初步采樣序列長度；
[0008] 根據所述初步采樣序列長度對所述電力信號進行初步采樣，獲得所述電力信號的 初步米樣序列；
[0009] 對所述初步采樣序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率，并根據所述 初步頻率設定所述電力信號的參考頻率；
[0010] 根據所述預設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] 根據所述預設整數信號周期數和所述單位周期序列長度，獲得所述電力信號的預 設序列長度；
[0012] 根據所述預設序列長度從所述初步采樣序列中獲得所述電力信號的正向序列；
[0013] 將所述正向序列反向輸出，獲得與所述正向序列對應的反褶序列；
[0014] 將所述正向序列和所述反褶序列相加，獲得所述電力信號零初相位余弦函數調制 序列；
[0015] 將所述正向序列和所述反褶序列相減，獲取所述電力信號零初相位正弦函數調制 序列；
[0016] 對所述零初相位余弦函數調制序列的絕對值進行積分運算，獲得所述零初相位余 弦函數調制序列的平均幅值；
[0017] 對所述零初相位正弦函數調制序列的絕對值進行積分運算，獲得所述零初相位正 弦函數調制序列的平均幅值；
[0018] 對所述零初相位余弦函數調制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函數調制序 列的平均幅值進行比較，當所述零初相位余弦函數調制序列的平均幅值大于或等于所述零 初相位正弦函數調制序列的平均幅值，輸出所述零初相位余弦函數調制序列，否則輸出所 述零初相位正弦函數調制序列，獲取所述電力信號的零初相位選擇序列；
[0019] 分別將所述參考頻率的余弦函數和所述參考頻率的正弦函數與所述正向序列相 乘，生成第一實頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0020] 分別將所述參考頻率的余弦函數和所述參考頻率的正弦函數與所述反褶序列相 乘，生成第二實頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0021] 分別對所述第一實頻向量序列和所述第一虛頻向量序列進行數字陷波，生成第一 實頻向量陷波序列和第一虛頻向量陷波序列；
[0022] 分別對所述第一實頻向量陷波序列和所述第一虛頻向量陷波序列進行積分運算， 生成第一實頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0023] 分別對所述第二實頻向量序列和所述第二虛頻向量序列進行數字陷波，生成第二 實頻向量陷波序列和第二虛頻向量陷波序列；
[0024] 分別對所述第二實頻向量陷波序列和所述第二虛頻向量陷波序列進行積分運算， 生成第二實頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0025] 根據預設的相位轉換規則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第一實頻向量積分 值轉換為第一相位，將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實頻向量積分值轉換為第二相 位；
[0026] 根據預設的序列平均初相位轉換規則，將所述第一相位和所述第二相位轉換為所 述正向序列的平均初相位；
[0027] 根據所述正向序列的平均初相位，將所述零初相位選擇序列的幅值恢復為所述電 力信號的幅值，獲得所述電力信號的零初相位輸出信號序列。
[0028] -種將電力信號轉換為零初相位信號序列的系統，包括：
[0029] 采樣序列長度模塊，用于根據電力信號頻率范圍的下限、預設采樣頻率和預設整 數信號周期數，獲得所述電力信號的初步采樣序列長度；
[0030] 初步采樣模塊，用于根據所述初步采樣序列長度對所述電力信號進行初步采樣， 獲得所述電力信號的初步采樣序列；
[0031] 頻率初測模塊，用于對所述初步采樣序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初 步頻率，并根據所述初步頻率設定所述電力信號的參考頻率；
[0032] 單位周期序列長度模塊，用于根據所述預設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；
[0033] 預設序列長度模塊，用于根據所述預設整數信號周期數和所述單位周期序列長 度，獲得所述電力信號的預設序列長度；
[0034] 正向序列模塊，用于根據所述預設序列長度從所述初步采樣序列中獲得所述電力 信號的正向序列；
[0035] 反褶序列模塊，用于將所述正向序列反向輸出，獲得與所述正向序列對應的反褶 序列；
[0036] 余弦函數調制序列模塊，用于將所述正向序列和所述反褶序列相加，獲得所述電 力信號零初相位余弦函數調制序列；
[0037] 正弦函數調制序列模塊，用于將所述正向序列和所述反褶序列相減，獲取所述電 力信號零初相位正弦函數調制序列；
[0038] 余弦函數平均幅值模塊，用于對所述零初相位余弦函數調制序列的絕對值進行積 分運算，獲得所述零初相位余弦函數調制序列的平均幅值；
[0039] 正弦函數平均幅值模塊，用于對所述零初相位正弦函數調制序列的絕對值進行積 分運算，獲得所述零初相位正弦函數調制序列的平均幅值；
[0040] 零初相位選擇序列模塊，用于對所述零初相位余弦函數調制序列的平均幅值和所 述零初相位正弦函數調制序列的平均幅值進行比較，當所述零初相位余弦函數調制序列的 平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函數調制序列的平均幅值，輸出所述零初相位余弦 函數調制序列，否則輸出所述零初相位正弦函數調制序列，獲取所述電力信號的零初相位 選擇序列；
[0041] 第一向量序列生成模塊，用于分別將所述參考頻率的余弦函數和所述參考頻率的 正弦函數與所述正向序列相乘，生成第一實頻向量序列和第一虛頻向量序列；
[0042] 第二向量序列生成模塊，用于分別將所述參考頻率的余弦函數和所述參考頻率的 正弦函數與所述反褶序列相乘，生成第二實頻向量序列和第二虛頻向量序列；
[0043] 第一向量陷波序列生成模塊，用于分別對所述第一實頻向量序列和所述第一虛頻 向量序列進行數字陷波，生成第一實頻向量陷波序列和第一虛頻向量陷波序列；
[0044] 第一向量積分值生成模塊，用于分別對所述第一實頻向量陷波序列和所述第一虛 頻向量陷波序列進行積分運算，生成第一實頻向量積分值和第一虛頻向量積分值；
[0045] 第二向量陷波序列生成模塊，用于分別對所述第二實頻向量序列和所述第二虛頻 向量序列進行數字陷波，生成第二實頻向量陷波序列和第二虛頻向量陷波序列；
[0046] 第二向量積分值生成模塊，用于分別對所述第二實頻向量陷波序列和所述第二虛 頻向量陷波序列進行積分運算，生成第二實頻向量積分值和第二虛頻向量積分值；
[0047] 相位模塊，用于根據預設的相位轉換規則，將所述第一虛頻向量積分值與所述第 一實頻向量積分值轉換為第一相位，將所述第二虛頻向量積分值與所述第二實頻向量積分 值轉換為第二相位；
[0048] 平均初相位模塊，用于根據預設的序列平均初相位轉換規則，將所述第一相位和 所述第二相位轉換為所述正向序列的平均初相位；
[0049] 零初相位輸出信號序列模塊，用于根據所述正向序列的平均初相位，將所述零初 相位選擇序列的幅值恢復為所述電力信號的幅值，獲得所述電力信號的零初相位輸出信號 序列。
[0050]與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明將電力信號轉換為零初相位信號 序列的方法和系統，獲得初步采樣序列長度，并對電力信號進行初步采樣，獲得初步采樣序 列；對初步采樣序列進行頻率初測，生成初步頻率，設定參考頻率；根據預設采樣頻率和參 考頻率，獲得單位周期序列長度；根據預設整數信號周期數和單位周期序列長度，獲得預設 序列長度；從初步采樣序列中獲得正向序列，進一步獲得反褶序列；根據正向序列和反褶 序列獲取零初相位余、正弦函數調制序列；從零初相位余、正弦函數調制序列獲取零初相位 選擇序列；分別將參考頻率的余弦函數和正弦函數與正向序列相乘，再分別與反褶序列相 乘，進行數字陷波、向量積分、向量積分值轉換、相位轉換，獲得正向序列的平均初相位，將 零初相位選擇序列的幅值恢復為電力信號的幅值，獲得零初相位輸出信號序列。對于任意 初相位的信號序列，通過零初相位調制，得到零初相位或初相位在零附近的調制序列，避開 了信號序列任意初相位問題的影響，同時零初相位調制序列攜帶了數值較大的信號序列全 相位差信息，可顯著的提高正弦參數計算的準確度，提高抗諧波和噪聲干擾性。
【附圖說明】
[0051] 圖1為一個實施例中將電力信號轉換為零初相位信號序列的方法流程圖；
[0052] 圖2為一個實施例中正向序列和反褶序列示意圖；
[0053] 圖3為一個實施例中將電力信號轉換為零初相位信號序列的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0054] 為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進 一步地詳細描述。
[0055] 本發明中的步驟雖然用標號進行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非 明確說明了步驟的次序或者某步驟的執行需要其他步驟作為基礎，否則步驟的相對次序是 可以調整的。
[0056] -個實施例中將電力信號轉換為零初相位信號序列的方法，如圖1所示，包括以 下步驟：
[0057] 步驟SlOl :根據電力信號頻率范圍的下限、預設采樣頻率和預設整數信號周期 數，獲得所述電力信號的初步采樣序列長度；
[0058] 步驟S102 :根據所述初步采樣序列長度對所述電力信號進行初步采樣，獲得所述 電力信號的初步采樣序列；
[0059] 步驟S103 :對所述初步采樣序列進行頻率初測，生成所述電力信號的初步頻率， 并根據所述初步頻率設定所述電力信號的參考頻率；
[0060] 步驟S104 :根據所述預設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；
[0061] 步驟S105 :根據所述預設整數信號周期數和所述單位周期序列長度，獲得所述電 力信號的預設序列長度；
[0062] 步驟S106 :根據所述預設序列長度從所述初步采樣序列中獲得所述電力信號的 正向序列；
[0063] 步驟S107 :將所述正向序列反向輸出，獲得與所述正向序列對應的反褶序列；
[0064] 步驟S108 :將所述正向序列和所述反褶序列相加，獲得所述電力信號零初相位余 弦函數調制序列；
[0065] 步驟S109 :將所述正向序列和所述反褶序列相減，獲取所述電力信號零初相位正 弦函數調制序列；
[0066] 步驟SllO :對所述零初相位余弦函數調制序列的絕對值進行積分運算，獲得所述 零初相位余弦函數調制序列的平均幅值；
[0067] 步驟Slll :對所述零初相位正弦函數調制序列的絕對值進行積分運算，獲得所述 零初相位正弦函數調制序列的平均幅值；
[0068] 步驟S112 :對所述零初相位余弦函數調制序列的平均幅值和