[发明专利]滤除故障信号中衰减直流分量的方法、系统、装置及介质

权利要求书

1.一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据故障信号获取包含多个采样点的离散信号；

从所述离散信号中获取采样数据，对所述采样数据进行离散傅里叶变换，获得DFT输出相量序列；

对所述DFT输出相量序列进行旋转差分运算，获得旋转差分相量序列，根据所述旋转差分相量序列获得衰减时间常数；

根据所述衰减时间常数，对所述DFT输出相量序列进行衰减差分运算，获得衰减差分相量序列；

根据衰减差分相量序列构建线性方程组，根据所述线性方程组获得滤除衰减直流分量后的准确基频相量；

采用以下公式对所述DFT输出相量序列进行旋转差分运算：

其中，为旋转差分相量序列；Δt为采样间隔；n为采样间隔数，其取值范围为1≤n≤N_ex-1；

所述根据所述旋转差分相量序列获得衰减时间常数α，包括：

利用所述旋转差分相量序列构建关于e^-αΔt的线性方程：

利用线性最小二乘解可得：

若累加项小于等于ε，代表该衰减直流分量可忽略不计，在这种情况下衰减时间常数α应视为0；若大于ε，衰减时间常数则可根据式(3)求得；

所述衰减时间常数α为：

其中，ε为一极小正数。

2.根据权利要求1所述的一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，其特征在于，所述采样点的个数为N+N_ex，N为一个周期内的采样点数，N_ex为大于等于2的自然数；

所述从所述离散信号中获取采样数据，包括：

从所述离散信号中提取[kΔt,T+(k-1)Δt]时间窗内的采样数据；其中，T为故障信号的周期，Δt为采样间隔。

3.根据权利要求1所述的一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，其特征在于，采用以下公式对所述DFT输出相量序列进行衰减差分运算：

其中，为衰减差分相量；

利用公式(5)可获得衰减差分相量序列满足以下关系式：

其中，为准确基频相量，x₀为准确基频相量的实部，y₀为准确基频相量的虚部；

为DFT输出相量中包含的准确基频相量，根据公式(6)，利用衰减差分相量序列

可构建关于x₀和y₀的线性方程组：

其中，和分别代表的实部与虚部。

4.根据权利要求1所述的一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，其特征在于，所述故障信号包括基频分量、整次谐波、衰减直流分量及直流偏移分量；

所述故障信号的表达式为：

其中，A₀为偏移直流分量的幅值，A_m为各整次谐波幅值，ω为角速度，t为时间，θ_m为各整次谐波初相角，D为衰减直流分量初始值，α为衰减时间常数。

5.根据权利要求1所述的一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，其特征在于，所述对所述采样数据进行离散傅里叶变换，得到输出量为：

其中，为DFT输出相量；为中包含的准确基频相量；为中由衰减直流分量造成的衰减直流相量；为T时刻的DFT输出相量；为中包含的准确基频相量；为中由衰减直流分量造成的衰减直流相量；B₁为准确基频相量的幅值；θ₁为准确基频相量的初相角；j为虚数单位；D为衰减直流分量初始值，N为一个周期中包含的采样点数，T为故障信号的周期。