[发明专利]一种电力网络仪表修改采样频率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及仪器仪表测量领域，特别是涉及使用外置独立A/D芯片进行采样计算的电力网络仪表中一种电力网络仪表修改采样频率的方法。

背景技术

随着众多电力电子设备(如变频器)在电力、钢铁、石油化工、大型机械设备等各行各业应用越来越普遍，电网谐波的危害也越来越严重，大量企业对新型智能仪表需求迫切，特别是带谐波分析的电力网络仪表成为治理谐波必不可少的监测设备。

在现有的电力网络仪表的常规设计中，一般采用电能计量芯片加单片机的方案，此方案的优点是综合成本低，运行的稳定度高，缺点是计算的参数被电能计量芯片所限制(如无法进行谐波分析)，灵活新差。将独立A/D替代掉电能计量芯片能较好的解决灵活性差的问题同时能保证较高的精度。但独立A/D基本上都是只能粗调采样频率。然而电网的频率是跳动的，且这种跳动是细微的跳动(如50Hz的电网一般跳动在49.5Hz～50.5Hz)。在程序运行时这种跳动将导致周波的采样点数不固定，最终导致电压/电流，无功、谐波等计算参数跳动较大。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电力网络仪表修改采样频率的方法。

技术方案：本发明公开了一种电力网络仪表修改采样频率的方法，包括以下步骤：

步骤(1)，通过A/D采样单元获得a₁～a_N个采样点信号，其中N为采样周期波点数，取值范围为自然数；

步骤(2)，根据采样点信号判断是否采样了一个周期波，如果没有返回步骤(1)，如果有则进行下一步；

步骤(3)，根据以下公式计算迭代周期波的采样点数L：

D＝(M-N)/(|M-N|)*(-1)；

L＝N+D；

其中N为步骤(1)中采样周期波点数，M为目标周期波点数；

步骤(4)，根据公式判断是否迭代结束：

如果|L-N|≠1，表明迭代没有结束，进行步骤(5)，

如果|L-N|＝1，则表明迭代结束跳至步骤(7)；

步骤(5)，根据以下公式计算迭代周波每个点值，即插值法计算出迭代波形；

b_k＝L/(L+D)*(a_k-a_k-1)+a_k-1，其中k从1取到L；

步骤(6)，将b₁～b_L赋值给a₁～a_L，其中L＝L+D，即修改迭代周波长度L，准备下一次迭代，返回步骤(4)；

步骤(7)，保存采样点a₁～a_M。

本发明中，优选地，所述目标周期波点数M的取值范围为50Hz稳定信号时采样周波点数的正负20％。如设定采样频率Fs＝6.4KHz，则50Hz的信号采样点数为128点，则目标点数可选择102～153之间任意整数。此为申请人经过反复多次的实验研发中获得的数量值，由于电网的频率波动都在正负1％以内，所以完全满足电网在波动时实时的修正采样点数。通过迭代的方法逐次逼近目标周期波形的点数，每次迭代的点数与上次相比只相差1，大大降低了迭代过程中线性化正弦波形所产生的误差。

有益效果：本发明的有益效果是可以实时的跟踪电网频率的跳动，做到电网频率跳动时用于内部计算的周波点数不变。采用迭代方法的好处在于由于每次迭代的长度L变化只有1(即图中的D值只能是1或-1)，插值的点非常靠近被插值的点，大大降低线性插值拟合正弦曲线带来的误差。有效的减少无功功率计算和快速傅立叶分析的误差。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图示为本发明的流程图。

具体实施方式：

如图所示，本发明公开了一种电力网络仪表修改采样频率的方法，包括以下步骤：

步骤1，通过A/D采样单元获得a₁～a_N个采样点信号，其中N为采样周期波点数，取值范围为自然数；

步骤2，根据采样点信号判断是否采样了一个周期波，如果没有返回步骤1，如果有则进行下一步；

步骤3，根据以下公式计算迭代周期波的采样点数L：

D＝(M-N)/(|M-N|)*(-1)；

L＝N+D；