[發(fā)明專利]一種快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710297370.X
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107085144B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 陳文捷
• 申請（專利權）人: 珠海泰芯半導體有限公司
• 主分類號: G01R23/167
• 分類號: G01R23/167
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所 44291
• 代理人: 楊煥軍

1.一種快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取采樣數據步驟，過采樣ADC對信號進行過采樣，得到原始采樣數據；

計算準同步采樣率步驟，步驟如下：

對過采樣ADC輸出的原始采樣數據進行降采樣并保存；

對降采樣后的數據進行加窗FFT處理；

計算基波頻率；

計算準同步采樣率并保存，準同步采樣率F_snew＝F_f×N’×M，其中，F_f為基波頻率，M為過采樣倍數，N’為后續(xù)加矩形窗FFT的點數；

采樣率轉換步驟，步驟如下：

利用計算得到的準同步采樣率對過采樣ADC輸出的原始采樣數據進行插值處理；

對經過插值處理的數據進行降采樣并保存；

準同步FFT處理步驟，步驟如下：

對經采樣率轉換后的數據進行加矩形窗FFT處理；

判斷是否需要幅值補償，如果不用則直接輸出結果，否則將加矩形窗FFT處理后得到的各FFT的頻譜幅值乘上補償系數，進行幅值補償后輸出結果。

2.根據權利要求1所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：過采樣ADC的采樣率F_s＝F_nyquist×Oversample，其中Oversample為過采樣ADC的過采樣倍數，F_nyquist為滿足奈奎斯特定理的采樣率。

3.根據權利要求1所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：采用級聯(lián)積分梳狀濾波器對數據進行降采樣處理。

4.根據權利要求1或3所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：計算準同步采樣率時對降采樣后的數據進行加nuttall窗FFT或加漢寧窗FFT處理。

5.根據權利要求1所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：采用以下公式計算基波頻率：F_f＝Δf×k，式中的Δf為加窗FFT處理后信號的頻譜分辨率，k是指基波頻率在第k條FFT譜線上。

6.根據權利要求5所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：基波頻率其中，Y(x)表示FFT的第x條譜線的幅值，L＝round(f/Δf)，round(x)表示指對x取整，f為信號頻率。

7.根據權利要求1或2或3或5或6所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：進行采樣率轉換時對數據進行插值的方法如下：

a、根據過采樣ADC的采樣率和準同步采樣率的比值計算采樣點的個數：

Step＝F_s/F_snew；

b、以第1個ADC采樣點作為第1個插值樣點輸出，從q＝2開始；

c、計算第q個插值樣點所在位置：phase＝Step×(q-1)+1；

d、計算第q個插值樣點所在位置需要的ADC采樣數據：ADC(pre)＝floor(phase)及ADC(nxt)＝ceil(phase)，式中的floor(x)表示對x向無窮小取整，ceil(x)表示對x向無窮大取整，pre表示第pre個ADC采樣點，nxt表示第nxt個ADC采樣點；

e、等待ADC完成第nxt個樣點的采樣，如果已有第nxt個樣點則執(zhí)行步驟f；

f、計算第q個插值樣點的幅值并將結果輸出，根據步驟d得到的ADC的采樣數據計算幅值：Y(q)＝ADC(pre)×(nxt-phase)+ADC(nxt)×(phase-pre)，ADC(x)表示第x個ADC采樣數據；

g、令q＝q+1，返回步驟c。

8.根據權利要求1或2或3或5或6所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：采用牛頓插值法對數據進行插值處理。

9.根據權利要求1或2或3或5或6所述的快速測量電力系統(tǒng)諧波的方法，其特征在于：根據信號經過降采樣濾波后是否發(fā)生帶內幅值衰減或增益進行幅值補償，補償系數為降采樣濾波器的帶內幅值衰減或增益值的倒數。