一種交流真有效值的測量方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力信號測量技術領域，特別是一種交流真有效值的測量方法和裝 置。
【背景技術】
[0002] 在電力工程實踐中，交流真有效值（RMS)是對交流信號幅度的基本量度，能反映 電流流過導體產生的熱效應，交流真有效值測量對電力系統具有重要意義。傳統測量方法 主要基于信號平方運算、平滑濾波運算、開方運算等。當交流信號中存在次諧波成分及分次 諧波成分時，在信號平方運算后將產生大量復雜的混頻頻率成分，需要進行平滑濾波處理。 典型的平滑濾波運算包括：直接積分運算、在積分運算前加窗口函數運算，典型的窗口函數 如漢寧窗函數、布萊克曼窗函數等，具有良好的低通濾波效果，但這些平滑濾波運算沒有針 對性，不能夠對所述大量復雜的混頻頻率成分產生深度的抑制作用，因此不能滿足交流真 有效值較高準確度和較好實時性的測量要求。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的問題在于提供一種準確度高、實時性好的交流真有效值的測量 方法和裝置。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。
[0005] -種交流真有效值的測量方法，包括以下步驟：
[0006] 根據預設信號時間長度和預設采樣頻率，對電力信號進行采樣，獲得輸入信號序 列；
[0007] 測量所述輸入信號序列的頻率，作為所述電力信號的初步頻率；
[0008] 將所述輸入信號序列進行平方運算，得到乘法序列；
[0009] 根據所述初步頻率和所述乘法序列中的混頻干擾頻率成分設置數字陷波參數； [0010] 利用所述數字陷波參數構造陷波器，利用該陷波器對所述乘法序列進行數字陷 波，得到數字陷波序列；
[0011] 對所述數字陷波序列終值進行開方運算，得到所述輸入信號序列的交流真有效 值。
[0012] 進一步地，通過零交法、基于濾波的算法、基于小波變換算法、基于神經網絡的算 法、基于DFT變換的頻率算法或基于相位差的頻率算法對所述輸入信號序列進行頻率初 測，以作為所述初步頻率。
[0013] 進一步地，所述數字陷波采用算術平均陷波算法，將所述乘法序列的若干個連續 離散值相加，然后取其算術平均值作為本次數字陷波的輸出值。
[0014] 進一步地，所述數字陷波參數指所述乘法序列的若干個連續離散值相加的長度。
[0015] 進一步地，所述輸入信號序列包括直流信號、1/3次諧波成分、1/2次諧波成分、基 波、2次諧波成分、3次諧波成分、4次諧波成分、5次諧波成分。
[0016] 進一步地，所述乘法序列中的混頻干擾頻率以基波頻率為計算單位，包括分母為6 的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位混頻頻率、次單 位混頻頻率。
[0017] 進一步地，所述數字陷波過程為：所述乘法序列經過三種陷波參數的陷波器，分別 完成對分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位 混頻頻率和所有次單位混頻頻率的陷波抑制。
[0018] 本發明還公開了一種交流真有效值的測量裝置，其包括：
[0019] 采樣模塊，用于根據預設信號時間長度和預設采樣頻率，對電力信號進行采樣，獲 得輸入信號序列；
[0020] 頻率初測模塊，用于測量所述輸入信號序列的頻率，作為所述電力信號的初步頻 率；
[0021] 乘法序列模塊，用于將所述輸入信號序列進行平方運算，得到乘法序列；
[0022] 陷波模塊，用于根據所述初步頻率和所述乘法序列中的混頻干擾頻率成分設置數 字陷波參數；利用所述數字陷波參數構造陷波器，利用該陷波器對所述乘法序列進行數字 陷波，得到數字陷波序列；
[0023] 開方運算模塊，用于對所述數字陷波序列終值進行開方運算，得到所述輸入信號 序列的交流真有效值。
[0024] 進一步地，所述陷波模塊進行數字陷波時采用算術平均陷波算法，將所述乘法序 列的若干個連續離散值相加，然后取其算術平均值作為本次數字陷波的輸出值。
[0025] 進一步地，所述陷波模塊設置的數字陷波參數指若干個連續離散值相加的長度。
[0026] 進一步地，所述采樣模塊獲得的所述輸入信號序列包括直流信號、1/3次諧波成 分、1/2次諧波成分、基波、2次諧波成分、3次諧波成分、4次諧波成分、5次諧波成分。
[0027] 進一步地，所述乘法序列模塊得到的所述乘法序列中的混頻干擾頻率以基波頻率 為計算單位，包括分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2 的分次單位混頻頻率、次單位混頻頻率。
[0028] 進一步地，所述陷波模塊的數字陷波過程為：所述乘法序列經過三種陷波參數的 陷波器，分別完成對分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為 2的分次單位混頻頻率和所有次單位混頻頻率的陷波抑制。
[0029] 本發明與現有技術相比的有益效果是：上述交流真有效值的測量方法根據初步 頻率和乘法序列中的混頻干擾頻率成分設置數字陷波參數，利用該數字陷波參數構造陷波 器，利用該陷波器對乘法序列進行數字陷波，得到數字陷波序列。由于該方法的陷波器是根 據輸入信號序列的初步頻率和乘法序列中的混頻干擾頻率設計的，針對性強，能夠對大量 復雜的混頻頻率成分產生深度的抑制作用，因此通過該方法測量的交流真有效值具有準確 度高、實時性好的特點。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發明交流真有效值的測量方法的流程示意圖。
[0031] 圖2是一些實施例中三級數字陷波域幅頻特性仿真圖。
[0032] 圖3是本發明交流真有效值相對誤差絕對值| Xerr (f) |隨信號基波頻率f變化特 性的實驗結果圖。
[0033] 圖4是本發明交流真有效值的測量裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 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。
[0035] 請參閱圖1，圖1是一些實施方式中交流有功功率的測量方法的流程示意圖。
[0036] 步驟S101，根據預設信號時間長度和預設采樣頻率，對電力信號進行采樣，獲得輸 入信號序列；
[0037] 步驟S102,測量所述輸入信號序列的頻率，作為所述電力信號的初步頻率；
[0038] 步驟S103,將所述輸入信號序列進行平方運算，得到乘法序列；
[0039] 步驟S104,根據所述初步頻率和所述乘法序列中的混頻干擾頻率成分設置數字陷 波參數；
[0040] 步驟S105,利用所述數字陷波參數構造陷波器，利用該陷波器對所述乘法序列進 行數字陷波，得到數字陷波序列；
[0041] 步驟S106,對所述數字陷波序列終值進行開方運算，得到所述輸入信號序列的交 流真有效值。
[0042] 上述交流真有效值的測量方法根據初步頻率和乘法序列中的混頻干擾頻率成分 設置數字陷波參數，利用該數字陷波參數構造陷波器，對乘法序列進行數字陷波，得到數字 陷波序列。由于該方法的陷波器是根據輸入信號序列的初步頻率和乘法序列中的混頻干擾 頻率設計的，針對性強，能夠對大量復雜的混頻頻率成分產生深度的抑制作用，因此通過該 方法測量的交流真有效值具有準確度高、實時性好的特點。
[0043] 其中，對于步驟S101，可通過電網領域的采樣設備對所述電力信號進行采樣，獲得 輸入信號序列。
[0044] 優選地，可根據在額定頻率50Hz，采樣頻率遠