[發(fā)明專利]一種交流真有效值的測量方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510425510.8
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105353197B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐慶偉;李軍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市科潤寶實業(yè)有限公司
• 主分類號: G01R19/02
• 分類號: G01R19/02
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所44242
• 代理人: 劉貽盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力信號測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種交流真有效值的測量方法和裝置。

背景技術(shù)

在電力工程實踐中，交流真有效值(RMS)是對交流信號幅度的基本量度，能反映電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱效應(yīng),交流真有效值測量對電力系統(tǒng)具有重要意義。傳統(tǒng)測量方法主要基于信號平方運算、平滑濾波運算、開方運算等。當(dāng)交流信號中存在次諧波成分及分次諧波成分時，在信號平方運算后將產(chǎn)生大量復(fù)雜的混頻頻率成分，需要進(jìn)行平滑濾波處理。典型的平滑濾波運算包括：直接積分運算、在積分運算前加窗口函數(shù)運算，典型的窗口函數(shù)如漢寧窗函數(shù)、布萊克曼窗函數(shù)等，具有良好的低通濾波效果，但這些平滑濾波運算沒有針對性，不能夠?qū)λ龃罅繌?fù)雜的混頻頻率成分產(chǎn)生深度的抑制作用，因此不能滿足交流真有效值較高準(zhǔn)確度和較好實時性的測量要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種準(zhǔn)確度高、實時性好的交流真有效值的測量方法和裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種交流真有效值的測量方法，包括以下步驟：

根據(jù)預(yù)設(shè)信號時間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得輸入信號序列；

測量所述輸入信號序列的頻率，作為所述電力信號的初步頻率；

將所述輸入信號序列進(jìn)行平方運算，得到乘法序列；

根據(jù)所述初步頻率和所述乘法序列中的混頻干擾頻率成分設(shè)置數(shù)字陷波參數(shù)；

利用所述數(shù)字陷波參數(shù)構(gòu)造陷波器，利用該陷波器對所述乘法序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到數(shù)字陷波序列；

對所述數(shù)字陷波序列終值進(jìn)行開方運算，得到所述輸入信號序列的交流真有效值。

進(jìn)一步地，通過零交法、基于濾波的算法、基于小波變換算法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法、基于DFT變換的頻率算法或基于相位差的頻率算法對所述輸入信號序列進(jìn)行頻率初測，以作為所述初步頻率。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字陷波采用算術(shù)平均陷波算法，將所述乘法序列的若干個連續(xù)離散值相加，然后取其算術(shù)平均值作為本次數(shù)字陷波的輸出值。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字陷波參數(shù)指所述乘法序列的若干個連續(xù)離散值相加的長度。

進(jìn)一步地，所述輸入信號序列包括直流信號、1/3次諧波成分、1/2次諧波成分、基波、2次諧波成分、3次諧波成分、4次諧波成分、5次諧波成分。

進(jìn)一步地，所述乘法序列中的混頻干擾頻率以基波頻率為計算單位，包括分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位混頻頻率、次單位混頻頻率。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字陷波過程為：所述乘法序列經(jīng)過三種陷波參數(shù)的陷波器，分別完成對分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位混頻頻率和所有次單位混頻頻率的陷波抑制。

本發(fā)明還公開了一種交流真有效值的測量裝置，其包括：

采樣模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)信號時間長度和預(yù)設(shè)采樣頻率，對電力信號進(jìn)行采樣，獲得輸入信號序列；

頻率初測模塊，用于測量所述輸入信號序列的頻率，作為所述電力信號的初步頻率；

乘法序列模塊，用于將所述輸入信號序列進(jìn)行平方運算，得到乘法序列；

陷波模塊，用于根據(jù)所述初步頻率和所述乘法序列中的混頻干擾頻率成分設(shè)置數(shù)字陷波參數(shù)；利用所述數(shù)字陷波參數(shù)構(gòu)造陷波器，利用該陷波器對所述乘法序列進(jìn)行數(shù)字陷波，得到數(shù)字陷波序列；

開方運算模塊，用于對所述數(shù)字陷波序列終值進(jìn)行開方運算，得到所述輸入信號序列的交流真有效值。

進(jìn)一步地，所述陷波模塊進(jìn)行數(shù)字陷波時采用算術(shù)平均陷波算法，將所述乘法序列的若干個連續(xù)離散值相加，然后取其算術(shù)平均值作為本次數(shù)字陷波的輸出值。

進(jìn)一步地，所述陷波模塊設(shè)置的數(shù)字陷波參數(shù)指若干個連續(xù)離散值相加的長度。

進(jìn)一步地，所述采樣模塊獲得的所述輸入信號序列包括直流信號、1/3次諧波成分、1/2次諧波成分、基波、2次諧波成分、3次諧波成分、4次諧波成分、5次諧波成分。

進(jìn)一步地，所述乘法序列模塊得到的所述乘法序列中的混頻干擾頻率以基波頻率為計算單位，包括分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位混頻頻率、次單位混頻頻率。

進(jìn)一步地，所述陷波模塊的數(shù)字陷波過程為：所述乘法序列經(jīng)過三種陷波參數(shù)的陷波器，分別完成對分母為6的分次單位混頻頻率、分母為3的分次單位混頻頻率、分母為2的分次單位混頻頻率和所有次單位混頻頻率的陷波抑制。