電力信號的同步采樣方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力信號的同步采樣方法及系統，所述方法包括：測量電力信號的基波頻率；獲取預設的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率；根據異步采樣頻率遠大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠大于所述同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值；根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采樣，獲得異步數據序列；根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步離散數據點和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。實施本發明的方法及系統，可減少同步采樣操作、提高同步采樣效率和降低同步采樣頻率。
【專利說明】電力信號的同步采樣方法及系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力【技術領域】，特別是涉及一種電力信號的同步采樣方法及系統。
【背景技術】
[0002] 信號的同步采樣在電力系統有廣泛的應用，如電力諧波測量、系統阻抗測量等，高 性能的信號同步采樣一般通過硬件系統實現。
[0003] 但是，高性能硬件系統的硬件結構復雜，導致同步采樣操作繁復且成本較高。
【發明內容】
[0004] 基于此，有必要針對上述信號的同步采樣方法、同步采樣操作繁復且成本較高的 問題，提供一種電力信號的同步采樣方法及系統。
[0005] -種電力信號的同步采樣方法，包括以下步驟：
[0006] 測量電力信號的基波頻率；
[0007] 獲取預設的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率；
[0008] 根據異步采樣頻率遠大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠大于所述同步采樣頻 率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值；
[0009] 根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采樣，獲得異步數 據序列；
[0010] 根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步離散數據點 和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。
[0011] -種電力信號的同步采樣系統，包括：
[0012] 基波頻率測量模塊，用于測量電力信號的基波頻率；
[0013]同步采樣頻率模塊，用于獲取預設的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同 步采樣頻率；
[0014] 異步采樣頻率模塊，用于根據異步采樣頻率遠大于所述同步采樣頻率的原則，獲 取遠大于所述同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻 率的頻率比值；
[0015] 異步數據采樣模塊，用于根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異 步數據采樣，獲得異步數據序列；
[0016] 同步數據生成模塊，用于根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩 個相鄰的異步離散數據點和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序 列。
[0017] 上述電力信號的同步采樣方法及系統，測量電力信號的基波頻率，將所述基波頻 率轉換為異步采樣頻率；根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采 樣，獲得異步數據序列；根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異 步離散數據點和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。可減少同 步采樣操作、提高同步采樣效率和降低同步采樣頻率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明電力信號的同步采樣方法第一實施方式的流程示意圖；
[0019] 圖2是本發明電力信號的同步采樣系統第一實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0021] 本發明中的步驟雖然用標號進行了排列，但并不用于限定步驟的先后次序，除非 明確說明了步驟的次序或者某步驟的執行需要其他步驟作為基礎，否則步驟的相對次序是 可以調整的。
[0022] 請參閱圖1，圖1是本發明的電力信號的同步采樣方法第一實施方式的流程示意 圖。
[0023] 本實施方式的所述電力信號的同步采樣方法，可包括以下步驟：
[0024] 步驟S101，測量電力信號的基波頻率。
[0025] 步驟S102,獲取預設的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率。
[0026] 步驟S103,根據異步采樣頻率遠大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠大于所述 同步采樣頻率的異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比 值。
[0027] 步驟S104,根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采樣，獲 得異步數據序列。
[0028] 步驟S105,根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步 離散數據點和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。
[0029] 本實施方式，測量電力信號的基波頻率，將所述基波頻率轉換為異步采樣頻率；根 據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采樣，獲得異步數據序列；根據 預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步離散數據點和所述頻率比 值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。可減少同步采樣操作、提高同步采樣效 率和降低同步采樣頻率。
[0030] 其中，對于步驟S101，可通過電網領域慣用的測量設備測量電力信號的基波頻率。 并且要求基波頻率測量相對誤差小于I±5IXlO'
[0031] 優選地，所述基波頻率的范圍可為45Hz至55Hz。
[0032] 對于步驟S102,優選地，所述預設的基波頻率整倍率可為200。在其他實施方式 中，還可為其他數值。
[0033] 對于步驟S103,優選地，所述異步采樣頻率為IOOKHz。在其他實施方式中，還可為 其他頻率值。
[0034] 進一步地，在所述基波頻率為50Hz時，所述頻率比值為10。如果所述基波頻率在 45Hz至55Hz變化，則所述頻率比值部在11. 111111至9. 090909之間變化。在其他實施方 式中，還可為其他數值。
[0035] 對于步驟S104,可通過電網領域慣用的采樣設備根據所述異步采樣頻率，對所述 電力信號進行高密度異步數據采樣，獲得異步數據序列。對電力信號進行高密度異步采集 可減小將異步數據序列轉換為同步數據序列的幅值誤差。
[0036] 在一個實施例中，異步數據序列表達為式（1)，同步數據序列表達為式（2):
[0037] Xi (m)
[0038] m= 0, 1, 2, 3,..........,M-I(1);
[0039] 式（1)中，XiOn)為異步數據序列，M為異步數據序列長度。異步采樣頻率為fn，單 位Hz。
[0040] X0 (η)
[0041]η= 0,I, 2, 3,..........,N-I(2)；
[0042] 式⑵中，X。(η)為同步數據序列，N為同步數據序列長度。
[0043] 同步采樣頻率計算為式（3):
[0044] f0 =Kfs (3);
[0045] 式⑶中，f。為同步采樣頻率，單位Hz。fs為基波頻率，單位Hz。K為所述預設的 基波頻率整倍率，單位無量綱。
[0046] 異步采樣頻率與同步采樣頻率的頻率比值為式（4):
[0047]
【權利要求】
1. 一種電力信號的同步采樣方法，其特征在于，包括以下步驟： 測量電力信號的基波頻率； 獲取預設的基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣頻率； 根據異步采樣頻率遠大于所述同步采樣頻率的原則，獲取遠大于所述同步采樣頻率的 異步采樣頻率，并獲取所述異步采樣頻率與所述同步采樣頻率的頻率比值； 根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數據采樣，獲得異步數據序 列； 根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步離散數據點和所 述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。
2. 根據權利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述基波頻率的頻 率范圍為45Hz至55Hz。
3. 根據權利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述預設數的基波 頻率整倍率為200。
4. 根據權利要求1所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，所述異步采樣頻率 為lOOKHz。
5. 根據權利要求1至4中任意一項所述的電力信號的同步采樣方法，其特征在于，根據 預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相鄰的異步離散數據點和所述頻率比 值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列的步驟包括以下步驟： 根據以下所述轉換公式，將所述異步數據序列轉換為同步數據序列：
其中，Xjn)為所述同步數據序列中的第n個同步離散數據點，XiOn)和XiOn+1)分別為 所述異步數據序列中的第m個異步離散數據點和第m+1個異步離散數據點，kf為所述頻率 比值，N為同步數據序列長度、單位無量綱，M為異步數據序列長度、單位無量綱，（int)為整 數化。
6. -種電力信號的同步采樣系統，其特征在于，包括： 基波頻率測量模塊，用于測量電力信號的基波頻率； 同步采樣頻率模塊，用于獲取所述基波頻率整倍率與所述基波頻率的乘積為同步采樣 頻率； 異步采樣頻率模塊，用于設置預設數的異步采樣頻率； 異步數據采樣模塊，用于根據所述異步采樣頻率，對所述電力信號進行高密度異步數 據采樣，獲得異步數據序列； 同步數據生成模塊，用于根據預設的轉換規則，將所述異步數據序列中的任意兩個相 鄰的異步離散數據點和所述頻率比值轉換為一個同步離散數據點，生成同步數據序列。
7. 根據權利要求6所述的電力信號的同步采樣系統，其特征在于，所述基波頻率的頻 率范圍為45Hz至55Hz。
8. 根據權利要求6所述的電力信號的同步采樣系統，其特征在于，所述預設數的基波 頻率整倍率為200。
9. 根據權利要求6所述的電力信號的同步采樣系統，其特征在于，所述異步采樣頻率 為lOOKHz。
10. 根據權利要求6至9中任意一項所述的電力信號的同步采樣系統，其特征在于，所 述同步數據生成模塊還用于： 根據以下所述轉換公式，將所述異步數據序列轉換為同步數據序列：
其中，Xjn)為所述同步數據序列中的第n個同步離散數據點，XiOn)和XiOn+1)分別為 所述異步數據序列中的第m個異步離散數據點和第m+1個異步離散數據點，kf為所述頻率 比值，N為同步數據序列長度、單位無量綱，M為異步數據序列長度、單位無量綱，（int)為整 數化。
【文檔編號】G01R23/02GK104483563SQ201410709027
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】李軍, 萬文軍, 龐志強, 任娟娟, 史玲玲 申請人:廣東電網有限責任公司電力科學研究院