[发明专利]一种电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法

权利要求书

1.一种电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法，其特征在于，利用电网时域频率动态曲线中每个采样点的频率采样数值，通过人为任意设定每个时间点的电压幅值及相位，利用交流电压波形的频率、电压与幅值这三大基本特征与波形间的反对应关系，依据时域电压波形的每个采样点数值完全取决于该时刻交流电压的幅值、频率及初相位，实现电网时域频率动态曲线至电网电压波形曲线的转化。

2.根据权利要求1所述的电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法，其特征在于，具体方法如下：

根据电力系统电压波形表达式：

式(1)中，U_rms为模拟交流电压波形的有效值，π为圆周率，f为模拟电压波形的频率，ψ为模拟电压波形的初相角，u为模拟交流电压波形的实时值；t为采样时间点；

将式(1)按照采样时间点进行离散化，即：根据每个采样时间点设置该点对应交流交流电压的频率、电压幅值及初相角，按照式(2)进行如下计算：

式(2)中，u_i为模拟交流电压在采样时间点t_i时刻的电压值，U_{rms_i}为模拟交流电压在采样时间点t_i时刻的电压有效值，f_i为模拟交流电压在采样时间点t_i时刻的频率，ψ_i为模拟交流电压在采样时间点t_i时刻的初相角；

假定需要模拟电网时域频率动态曲线，即：将模拟交流电压波形的频率按照电网频率时域动态曲线进行模拟，此时模拟交流电压波形的幅值U_{rms_i}和初相角ψ_i不对最终输出的模拟交流电压波形产生影响，直接将U_{rms_i}和初相角ψ_i直接设置为定值；

已知电网频率时域动态曲线每个采样时间点t_i对应的电网频率f_i，将每个采样时间点对应的时间t_i和f_i直接带入公式(2)，即可直接得到每个采样时间点对应的模拟交流电压的电压数值；当整个电网频率时域动态曲线上的每个采样时间点对应的电压数值均按照以上公式进行计算完毕，即实现了电网频率动态曲线至电压波形的完整转换。

3.根据权利要求2所述的电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法，其特征在于，U_{rms_i}设置为57.734。

4.根据权利要求2所述的电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法，其特征在于，初相角ψ_i设置为0。

5.根据权利要求2所述的电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化方法，其特征在于，已知电网频率时域动态曲线每个采样时间点t_i对应的电网频率f_i，将每个采样时间点对应的时间t_i和f_i直接带入公式(3)，即可直接得到每个采样时间点对应的模拟交流电压的电压数值；当整个电网频率时域动态曲线上的每个采样时间点对应的电压数值均按照以上公式进行计算完毕，即实现了电网频率动态曲线至电压波形的完整转换；

u_i＝81.648cos(2πf_it_i) (3)。

6.一种电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化系统，其特征在于，包括：

采样模块，用于对电网时域频率动态曲线进行采样；

转化模块，用于按照采样时间点对采样数据进行离散化处理，并进行模拟交流电压的转化；对每个采样点进行转化时，公式(3)中的采样点时间t_i和电网频率动态采样值f_i按照逐点计算方式，分别代入公式(3)，计算得到每个采样点的模拟交流电压数值；

u_i＝81.648cos(2πf_it_i) (3)；

显示模块，用于显示转化得到的交流电压波形。

7.根据权利要求6所述的电网时域频率动态曲线至交流电压波形的转化系统，其特征在于，采样频率为0.005s/次。