[发明专利]基于相位调制的电力信号频率检测方法和系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种基于相位调制的电力信号频率检测方法和系统。

【背景技术】

电力系统的频率测量、谐波测量、功率测量等在本质上均为正弦参数的测量。傅里叶变换等是实现正弦参数测量的基本方法，在电力系统有广泛的应用。但随着正弦测量技术的发展，傅里叶变换存在的问题也越显突出，难以进一步满足正弦参数高精度计算的要求。

在电力系统频率测量方面，有形式各样的频率测量或计算方法，如零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法、基于DFT变换的频率算法等。

但是，电网运行额定工频为50Hz，属于较低的频率，以上所述的频率测量方法对低频信号的频率测量精度不高，且抗噪声干扰性差，易导致正弦参数的测量精度低、抗噪声干扰性差。

【发明内容】

基于此，有必要针对以上所述的频率测量方法对低频信号的频率测量精度不高，且抗噪声干扰性差，易导致正弦参数的测量精度低、抗噪声干扰性差的问题，提供一种基于相位调制的电力信号频率检测方法和系统。

一种基于相位调制的电力信号频率检测方法，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。

一种基于相位调制的电力信号频率检测系统，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；