[發明專利]獲取交流信號參數的方法和裝置

有效

• 申請號: 202010021970.5
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111190043B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉光斌;楊潤宇;徐曉彤;張新
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G01R19/02
• 分類號: G01R19/02;G01R23/02;G01R25/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

本說明書提供一種獲取交流信號參數的方法和裝置；所述參數包括基波信號頻率f；所述方法包括：采用滯回比較電路處理所述交流信號，得到第一基波頻率f_p；對所述交流信號進行采樣處理，生成采樣數據組{AD_m}；以及，對所述采樣數據組{AD_m}進行離散傅里葉變換，生成第二基波頻率f_s；根據所述第一基波頻率f_p、所述第二基波頻率f_s和二者的頻率差值確定所述基波信號頻率f。本說明書考慮到采用滯回比較電路處理以及采用離散傅里葉變換處理計算基波頻率的固有特性，通過兩種方式校驗處理的方式，可以較為準確地確定實際的基波信號頻率f。

技術領域

本發明涉及電信號檢測技術領域，尤其涉及一種獲取交流信號參數的方法和裝置。

背景技術

諸如柴油發電機組等供電系統，為了保證輸出功率等滿足負載需求，需要在動力源和發電機之間形成閉環控制系統。以柴油發電機組為例，其通過檢測傳感器檢測發電機的交流電信號，并利用機組控制器分析交流電信號并確定發電機的交流電氣參數(包括電壓或電流的有效值、頻率和相位)，并據此調整柴油機的輸出特性，其中交流電氣參數中的核心參數包括基波信號的頻率；檢測頻率的準確性對后續反饋控制具有重要影響。

目前，機組控制器根據交流電信號計算交流電氣參數中頻率方法主要有以下兩種：(1)傅里葉處理方法：對交流電信號進行調理和數字采樣生成采樣數據后，利用傅里葉變換方法對采樣數據進行處理，獲得交流電的頻率、有效值和相位；(2)交流信號比較的方法，例如將交流電與特定的閾值比較，并通過統計比較結果確定基波信號的頻率

但是，前述兩種方法均具有缺點：(1)傅里葉變換方法存在柵欄效應；為了使運算結果達到一定的精度要求，需要保證足夠高的采樣頻率和足夠多的采樣點數；而采樣頻率和采樣點數的增加又會顯著增加機組控制器的數據處理時間，很難滿足實時性要求；實際應用中，傅里葉變換方法會有誤差；(2)通過比較將交流信號轉化為方波進行頻率計算的方法對電壓信號的要求較高，在交流電信號幅值較低時不能生成有效的方波信號，同時在交流信號因高次諧波發生畸變時使得運算得到的基波信號頻率具有較大的誤差。

發明內容

為保證實際測試交流信號參數的可靠性，避免現有技術中解決方案的問題，本說明書提供一種新的獲取交流信號參數的方法和裝置。

本說明書提供一種獲取交流信號參數的方法，所述參數包括基波信號頻率f；所述方法包括：

采用滯回比較電路處理所述交流信號，得到第一基波頻率f_p；

對所述交流信號進行采樣處理，生成采樣數據組{AD_m}；以及，對所述采樣數據組{AD_m}進行離散傅里葉變換，生成第二基波頻率f_s；

根據所述第一基波頻率f_p、所述第二基波頻率f_s和二者的頻率差值確定所述基波信號頻率f。

可選的，，根據所述第一基波頻率f_p和所述第二基波頻率f_s計算得到所述基波信號f，包括：

計算所述第一基波頻率f_p和所述第二基波頻率f_s的頻率差值；

如果所述頻率差值小于或者等于預設差值，采用所述第一基波頻率f_p作為所述基波信號頻率f；

如果所述頻率差值大于所述預設差值，采用所述第二基波頻率f_s作為所述基波信號頻率f；或者，

采用公式計算得到所述基波信號頻率f；其中：所述預設差值根據離散傅里葉變換算法所計算頻率的分辨率確定；ω、β和α均為預設參數。