[發明專利]一種適用于芯片化繼電保護的信號頻率測量方法與裝置

有效

• 申請號: 202110572326.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113358926B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 李肖博;姚浩;于楊;李鵬;習偉;陳軍健;蔡田田;鄧清唐;陶偉
• 申請（專利權）人: 南方電網數字電網研究院有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃恕

本申請涉及一種上述適用于芯片化繼電保護的信號頻率測量方法、裝置、計算機設備和存儲介質，其中方法包括：獲取待測量信號的傅里葉級數序列；基于預設第一核函數移相角以及預設第二核函數移相角分別對傅里葉級數序列進行積分變換，得到第一序列和第二序列，獲取第一序列以及第二序列對應的過零時間，基于上述得到的參數以及傅里葉級數序列對應的基波頻率，求得頻率測量結果。整個過程，分別采用移相前后的核函數對原始信號求傅里葉級數的實部信號，且第一核函數移相角與預設第二核函數移相角相位相差小于π/2，通過兩個實部信號過零點的時間差計算出信號頻率，因此可以在小于1+1/4周波的時間內測量出信號的頻率，實現頻率的高效測量。

技術領域

本申請涉及測控技術領域，特別是涉及一種適用于芯片化繼電保護的信號頻率測量方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

背景技術

信號頻率測量是實現智能化、智能化相關的基礎研究。在實際應用中，以應用于電力系統為例，頻率測量是電力系統的主要研發方向之一，頻率測量的準確性對電力系統的各個方面都有非常重要的影響，比如影響負荷特性的判斷，影響相量的計算精度等周期信號的最小正周期的倒數為其頻率。

對于沒有任何噪聲的正弦信號，其相鄰的同方向變化的兩個過零點之間的時間差即為這個正弦信號的正周期，這個正周期的倒數即為正弦信號的頻率。這種通過檢測同方向變化的兩個過零點來測量頻率的方法概念清楚，方法簡單。但是其容易受到噪聲的影響。

電力系統中大部分交流量的主要成分一般為正弦信號。但是這些正弦信號基本都含有噪聲，最典型的噪聲為諧波和直流分量。對于噪聲主要為諧波和直流分量的信號，傅里葉級數是去除噪聲最有效的方法。傅里葉級數得到的基波實部和虛部兩個信號的頻率與原信號的頻率一致。通過測量基波實部或者虛部的相鄰同方向變化的兩個過零點之間的時間差來測量正周期，繼而對正周期求倒數來計算頻率。該方法能夠消除諧波和直流分量的影響，但是測頻的時間窗為2個周波，測頻速度較慢。

發明內容

基于此，有必要針對傳統頻率測量效率較低的問題，提供一種高效的適用于芯片化繼電保護的信號頻率測量方法、裝置、計算機設備和存儲介質。

一種適用于芯片化繼電保護的信號頻率測量方法，方法包括：

獲取待測量信號的傅里葉級數序列；

基于預設第一核函數移相角以及預設第二核函數移相角分別對傅里葉級數序列進行積分變換，得到第一序列和第二序列，第一核函數移相角與預設第二核函數移相角相位相差小于π/2；

獲取第一序列對應的第一過零點時間以及第二序列對應的第二過零點時間；

根據第一過零點時間、第二過零點時間、傅里葉級數序列對應的基波頻率、第一核函數移相角以及第二核函數移相角，得到頻率測量結果。

在其中一個實施例中，根據第一過零點時間、第二過零點時間、傅里葉級數序列對應的基波頻率、第一核函數移相角以及第二核函數移相角，得到頻率測量結果包括：

根據第一過零點時間、第二過零點時間、傅里葉級數序列對應的基波頻率、第一核函數移相角以及第二核函數移相角，求解得到頻率計算值；

獲取預設離散處理補償修正系數，并根據頻率計算值以及預設離散處理補償修正系數，得到頻率測量結果。

在其中一個實施例中，獲取預設離散處理補償修正系數包括：

獲取樣本信號；

通過軟件仿真計算樣本信號的實際頻率，并采用離散處理方式測量樣本信號的測量頻率；

獲取實際頻率與測量頻率的比值，得到預設離散處理補償修正系數。

在其中一個實施例中，獲取實際頻率與測量頻率的比值，得到預設離散處理補償修正系數包括：