[發明專利]一種電網信號頻譜的分析方法及系統

在審

• 申請號: 202110406742.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113109622A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 尹家悅;李博;肖勇;曹敏;胡珊珊;韓彤;林偉斌;李毅
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

1.一種電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，包括：

S1、對待分析的電網信號分別采用常規窗函數和平頂窗函數進行加窗后，進行點數為N的FFT運算，得到第一頻譜和第二頻譜，所述電網信號長度為Ns；

S2、通過能量重心修正法獲取所述第一頻譜的頻率的初始偏差值，并根據所述初始偏差值獲取所述第一頻譜的峰值位置I；對所述峰值位置I進行DFT系數插值運算得到最終偏差值；

S3、根據所述最終偏差值計算得到所述第一頻譜的頻率；

S4、將所述第二頻譜的幅度和所述第一頻譜的頻率設為所述電網信號的校正譜的幅度和頻率。

2.根據權利要求1所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，步驟S2，具體包括：

S01、對所述第一頻譜的N-Ns部分進行補零后，獲取所述第一頻譜的峰值位置I；

S02、根據所述峰值位置I、所述峰值位置I與所述第一頻譜的頻率的偏差值，建立所述第一頻譜的頻率公式，并建立所述峰值位置I的第一邊界位置和第二邊界位置的插值DFT系數公式；

S03、根據所述頻率公式和所述插值DFT系數公式進行轉換，得到所述偏差值的函數；

S04、基于所述偏差值的函數進行迭代直至達到預置迭代次數，得到所述最終偏差值。

3.根據權利要求2所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，步驟S3，具體包括：

將所述最終偏差值代入所述頻率公式計算，得到所述第一頻譜的頻率。

4.根據權利要求1所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，所述平頂窗函數為：

式中，c₁為所述電網信號的時域信號與所述第一頻譜或第二頻譜的幅度的比值；c₂為改進的所述平頂窗參數，可根據應用取值，如(2,3)區間的正常數；t為時間；d_f為所述FFT譜的分辨率；d_f＝f_s/N，N為FFT的點數，f_s為所述電網信號的采樣頻率。

5.根據權利要求2所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，所述頻率公式為：

式中，I為所述峰值位置，δ為所述偏差值；N為FFT的點數；f_s為所述電網信號的采樣頻率。

6.根據權利要求2所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，所述插值DFT系數公式為：

式中，k＝0,1,…,N_s-1；A、f分別是復信號s(k)的幅度、基波頻率和初相；v(k)是均值為零、方差為σ²的加性高斯白噪聲；Ns為所述電網信號長度。

7.根據權利要求2所述的電網信號頻譜的分析方法，其特征在于，所述偏差值的函數為：

式中，M表示主瓣內峰值位置前后的譜線數；即加窗后第I+k條譜線所對應的功率。

8.一種電網信號頻譜的分析系統，其特征在于，包括：

加窗單元，用于對待分析的電網信號分別采用常規窗函數和平頂窗函數進行加窗后，進行點數為N的FFT運算，得到第一頻譜和第二頻譜，所述電網信號長度為Ns；

插值單元，用于用于通過能量重心修正法獲取所述第一頻譜的頻率的初始偏差值，并根據所述初始偏差值獲取所述第一頻譜的峰值位置I；對所述峰值位置I進行DFT系數插值運算得到最終偏差值；

計算單元，用于根據所述最終偏差值計算得到所述第一頻譜的頻率；

分析單元，用于將所述第二頻譜的幅度和所述第一頻譜的頻率設為所述電網信號的校正譜的幅度和頻率。