[发明专利]抑制光学电压互感器非线性特性的交直流电压检测方法及装置

权利要求书

1.一种抑制光学电压互感器非线性特性的交直流电压检测方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，对光电探测器输出干涉光强v_out(t)进行预处理，对非线性闭环误差信号进行方波调制，将非线性闭环误差信号的频率迁移到高频区，以避开1/f噪声中低频噪声的不利影响；采用带通滤波器保证不失真的提取出非线性闭环误差信号并同时滤除光电探测器的输出干涉光强中的白噪声；其中的f代表频率；

第二步，将带通滤波器的输出信号v_bf(t)转换成数字信号v_bf(k)，并由一个与所述数字信号v_bf(k)同频率同相位的数字方波信号f_b(t)解调，解调后的输出信号v_d(k)中含有非线性闭环误差信号成分，但同时也包含了不需要的高频信号；

第三步，数字低通滤波器对解调后的输出信号v_d(k)进行低通滤波，以滤除所述解调后的输出信号v_d(k)的高频部分，同时进一步提高信噪比；此时数字低通滤波器的输出信号v(k)中的非线性闭环误差信号为数字信号

第四步，根据数字低通滤波器的输出信号v(k)，建立系统状态方程；

第五步，对系统状态方程进行稳定性控制，当光学电压互感器系统非线性闭环误差信号在(-π,π)范围内，所述的稳定性控制能够使得非线性闭环误差以指数特性的衰减速度恢复到零平衡点，抑制了非线性对光学电压互感器系统闭环性能的影响，拓展了直流电压的动态测量范围以及交流电压测量的频带宽度，提高了光学电压互感器系统的动态响应特性。

2.根据权利要求1所述的一种抑制光学电压互感器非线性特性的交直流电压检测方法，其特征在于：所述的带通滤波器的上下限截止频率，由非线性闭环误差信号的物理特性得出，带通滤波器的通频带范围为：ω₀-3ω₁～ω₀+3ω₁，通频带包含了角频率ω₀±ω₁和ω0±3ω₁；其中，ω₁是被测信号的角频率，当被测信号为直流电压时，ω₁为零。

3.根据权利要求1所述的一种抑制光学电压互感器非线性特性的交直流电压检测方法，其特征在于：所述的数字低通滤波器，其-3dB处的带宽为ω₀T/2，因此检测信号频谱中角频率高于ω₀T/2的部分均被滤除，其中ω₀是调制方波的角频率，T是A/D转换器的采样周期。