[发明专利]基于Kaiser窗FFT单峰插值的电能计量方法

权利要求书

1.一种基于Kaiser窗FFT单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单峰插值修正公式、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、右两侧最大谱线和次最大谱线的幅值，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单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单峰插值修正公式、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、右两侧最大谱线和次最大谱线的幅值表达出单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单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(τ)的公式；

S104：根据通用的幅值修正系数g(τ)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单峰插值修正的电能计量方法，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、右两侧最大谱线和次最大谱线的幅值；

S203：利用单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单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单峰谱线幅值比值参数γ的值，并根据所述Kaiser窗FFT单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(τ)的值；

S206：根据修正系数δ的值和修正系数g(τ)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单峰插值修正的电能计量方法，其特征在于，通用频率修正系数δ的计算公式为：

δ＝-4.62432199+11.5068053·γ-13.5107196·γ²+12.9060092·γ³-8.82476649·γ⁴+3.97411947·γ⁵-1.05034078·γ⁶+0.12321496·γ⁷。

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

g(τ)＝7.53791319+1.60993789·τ²+0.179661988·τ⁴+0.0143863034·τ⁶；

式中，当基波频率小于等于50Hz时，τ＝-(1-δ)；当基波频率大于50Hz时，τ＝δ。

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

A＝y_i·g(τ)/N；

其中，如果y₁对应的谱线为最大谱线，则i取1；否则，i取2；N为采样数据长度。