[发明专利]基于相位调制的电力信号频率检测方法和系统

权利要求书

1.一种基于相位调制的电力信号频率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据预设信号时间长度和预设采样频率，对电力信号进行采样，获得输入信号序列；

对所述输入信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，以所述初步频率给定参考频率；

根据预设的第一转换规则将所述预设采样频率转换为所述参考频率在1π移相的采样间隔整数，生成1π序列长度；

根据预设的第二转换规则，将所述1π序列长度和所述预设采样频率转换为调相频率；

将所述输入信号序列与所述输入信号序列在所述1π序列长度的移相序列相减，生成相位随输入信号频率变化的第一相位调制序列；

将所述输入信号序列与所述输入信号序列在-1π序列长度的移相序列相减，生成相位随输入信号频率变化的第二相位调制序列；

将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述第一相位调制序列相乘，生成第一实数向量序列和第一虚数向量序列；

将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述第二相位调制序列相乘，生成第二实数向量序列和第二虚数向量序列；

分别对所述第一实数向量序列和所述第一虚数向量序列进行数字滤波，生成第一实数向量滤波序列和第一虚数向量滤波序列；

分别对所述第一实数向量滤波序列和所述第一虚数向量滤波序列进行积分运算，生成第一实数向量积分值和第一虚数向量积分值；

分别对所述第二实数向量序列和所述第二虚数向量序列进行数字滤波，生成第二实数向量滤波序列和第二虚数向量滤波序列；

对所述第二实数向量滤波序列和所述第二虚数向量滤波序列进行积分运算，生成第二实数向量积分值和第二虚数向量积分值；

根据预设的相位转换规则，将所述第一虚数向量积分值与所述第一实数向量积分值转换为第一相位；

根据所述预设的相位转换规则，将所述第二虚数向量积分值与所述第二实数向量积分值转换为第二相位；

将所述第二相位减去所述第一相位，生成相位差；

根据预设的频率转换规则，将所述相位差和调相频率转换为所述电力信号的频率；

其中，根据预设的第一转换规则将所述预设采样频率转换为所述参考频率在1π移相的采样间隔整数，生成1π序列长度的步骤包括以下步骤：

获取所述预设采样频率与所述初步频率的比值；

对所述比值与π的乘积向下取整为最接近的整数，生成所述1π序列长度；

其中，根据预设的第二转换规则，将所述1π序列长度和所述预设采样频率转换为调相频率的步骤包括以下步骤：

获取所述预设采样频率与所述1π序列长度的比值；

获取所述比值与π的乘积为所述调相频率；

其中，根据预设的相位转换规则，将所述第一虚数向量积分值与所述第一实数向量积分值转换为第一相位的步骤包括以下步骤：

获取所述第一虚数向量积分值与所述第一实数向量积分值的比值；

获取所述比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位；

其中，根据预设的频率转换规则，将所述相位差和调相频率转换为所述电力信号的频率的步骤包括以下步骤：

获取所述相位差与π的比值生成相位比值；

将所述相位比值与所述调相频率相乘再与所述调相频率相加，生成所述电力信号的频率。

2.一种基于相位调制的电力信号频率检测系统，其特征在于，包括：

采样模块，用于根据预设信号时间长度和预设采样频率，对电力信号进行采样，获得输入信号序列；

初步频率模块，用于对所述输入信号序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，以所述初步频率给定参考频率；

1π序列长度模块，用于根据预设的第一转换规则将所述预设采样频率转换为所述参考频率在1π移相的采样间隔整数，生成1π序列长度；

调相频率模块，用于根据预设的第二转换规则，将所述1π序列长度和所述预设采样频率转换为调相频率；

第一相位调制模块，用于将所述输入信号序列与所述输入信号序列在所述1π序列长度的移相序列相减，生成相位随输入信号频率变化的第一相位调制序列；

第二相位调制模块，用于将所述输入信号序列与所述输入信号序列在-1π序列长度的移相序列相减，生成相位随输入信号频率变化的第二相位调制序列；

第一向量序列生成模块，用于将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述第一相位调制序列相乘，生成第一实数向量序列和第一虚数向量序列；

第二向量序列生成模块，用于将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数分别与所述第二相位调制序列相乘，生成第二实数向量序列和第二虚数向量序列；

第一向量滤波序列生成模块，用于分别对所述第一实数向量序列和所述第一虚数向量序列进行数字滤波，生成第一实数向量滤波序列和第一虚数向量滤波序列；

第一向量积分值生成模块，用于分别对所述第一实数向量滤波序列和所述第一虚数向量滤波序列进行积分运算，生成第一实数向量积分值和第一虚数向量积分值；

第二向量滤波序列生成模块，用于分别对所述第二实数向量序列和所述第二虚数向量序列进行数字滤波，生成第二实数向量滤波序列和第二虚数向量滤波序列；

第二向量积分值生成模块，用于对所述第二实数向量滤波序列和所述第二虚数向量滤波序列进行积分运算，生成第二实数向量积分值和第二虚数向量积分值；

第一相位模块，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚数向量积分值与所述第一实数向量积分值转换为第一相位；

第二相位模块，用于根据所述预设的相位转换规则，将所述第二虚数向量积分值与所述第二实数向量积分值转换为第二相位；

相位差模块，用于将所述第二相位减去所述第一相位，生成相位差；

频率检测模块，用于根据预设的频率转换规则，将所述相位差和调相频率转换为所述电力信号的频率；

其中，所述1π序列长度模块还用于获取所述预设采样频率与所述初步频率的比值；对所述比值与π的乘积向下取整为最接近的整数，生成所述1π序列长度；

其中，所述调相频率模块还用于获取所述预设采样频率与所述1π序列长度的比值；获取所述比值与π的乘积为所述调相频率；

其中，所述第一相位模块还用于获取所述第一虚数向量积分值与所述第一实数向量积分值的比值；获取所述比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位；

其中，所述频率检测模块还用于获取所述相位差与π的比值生成相位比值；将所述相位比值与所述调相频率相乘再与所述调相频率相加，生成所述电力信号的频率。