[发明专利]基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法

权利要求书

1.一种基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的频移性和窗函数Kaiser的频谱在基波、谐波和间谐波峰值频率点左、右两侧四条对称谱线的幅值，利用多项式拟合，得到信号基波、谐波和间谐波的通用幅值、相位和频率插值修正公式；

S2：根据所述通用幅值、相位和频率修正公式计算被测电压信号、电流信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率参量；

S3：根据所述被测电压信号、电流信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率参量分别计算出基波电能、谐波电能、间谐波电能和总电能。

2.根据权利要求1所述的基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，步骤S1进一步包括：

S101：基于Kaiser窗FFT四峰插值修正公式、FFT的频移性和窗函数Kaiser的频谱在基波、谐波和间谐波峰值频率点左、右两侧四条对称谱线的幅值表达出四峰谱线幅值比值参数γ的公式；

S102：对比值参数γ进行多项式拟合逼近，拟合出基于Kaiser窗FFT四峰谱线的通用频率修正系数δ的公式；

S103：根据被测信号的幅值公式拟合出通用的幅值修正系数g(δ)的公式；

S104：根据通用的幅值修正系数g(δ)的公式和通用频率修正系数δ的公式得到通用幅值修正公式、通用相位修正公式和通用频率修正公式。

3.根据权利要求2所述的基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

S201：对电压、电流信号分别施加Kaiser窗函数，并进行FFT变换以得到所述Kaiser窗函数的频谱；

S202：利用峰值检测技术，分别检测出被测电压、电流信号的基波、谐波以及间谐波峰值点左、右两侧的四条对称谱线的幅值；

S203：利用四峰谱线幅值比值参数比值公式，分别计算出电压、电流信号的基波、谐波以及间谐波峰值点处的四峰谱线幅值比值参数γ的值；

S204：根据电压、电流信号的基波、谐波以及间谐波峰值点处的四峰谱线幅值比值参数γ的值，并根据所述Kaiser窗FFT四峰插值修正公式计算被测信号基波、谐波以及间谐波峰值点处的频率修正系数δ的值；

S205：根据修正系数δ的值得到被测信号基波、谐波以及间谐波峰值点处的幅值修正系数g(δ)的值；

S206：根据修正系数δ的值和修正系数g(δ)的值插值修正出被测电压、电流信号的基波、谐波和间谐波的幅值、相位和频率参量。

4.根据权利要求2所述的基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，通用频率修正系数δ的计算公式为：

δ＝3.1041273·γ+0.7046599·γ³+0.35296224·γ⁵+0.22441945·γ⁷+0.16913521·γ⁹。

5.根据权利要求4所述的基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，通用幅值修正系数g(δ)的计算公式为：

g(δ)＝1.50096168+0.22288389·δ²+0.01752579·δ⁴+0.00098765·δ⁶。

6.根据权利要求5所述的基于Kaiser窗FFT四峰插值的电能计量方法，其特征在于，通用幅值的修正公式为：

A＝2·(y₁+2y₂+2y₃+y₄)·g(δ)/N；

其中，y₁、y₂、y₃和y₄分别为频谱曲线峰值点左、右两侧四条对称谱线的分别为第k₁条、第k₂条、第k₃条和第k₄条谱线的幅值，N为采样数据长度。