适用于电力系统高速采样计算的插值方法

摘要

本发明涉及一种适用于电力系统高速采样计算的插值方法。高速采样计算中，采样频率根据电力系统的自有频率的变化而变换，从而满足计算精度要求。在硬件采样频率固定的情况下，通常采用软件锁相来完成上述要求，但软件锁相计算时间过长，因而未能得到广泛应用。本发明提出离线计算采样插值所需参数的固化表格、软件在线判断查表计算的方式解决上述问题。所提方法减轻了数字信号处理器的运行负担，使其能高效的进行信号处理；亦不需要增加硬件开销，更改硬件设计；同时，所提方法可普遍应用于其他电力系统场合。

主权项

一种适用于电力系统高速采样计算的插值方法，其特征在于：设定固定的频率范围及频率精度：频率范围为F_L≤F_c≤F_H，其中F_L指设定的最小频率，F_H指设定的最大频率，F_C指当前的电力系统频率，精度范围设定为ΔF，根据该设定，离线计算出程序执行中所需的插值参数表，软件在执行过程中根据在线判断结果调用离线固化的插值参数表；所述插值参数表计算步骤如下：步骤S01：初始设定：设定每个周波采样点数为N，设电力系统标准频率为F_s，其对应的采样周期为T_s，有T_s＝1/F_s/N；设定当前的电力系统频率为F_c，其对应的采样周期为T_c，有T_c＝1/F_c/N；当前的电力系统的采样周期与电力系统标准采样周期的差值为ΔT＝|T_c‑T_s|；步骤S02：表数计算：根据线性插值公式y(n)＝(1‑α)y(n‑1)+αy(n+1)，其中y(n‑1)为需要插值的数据前一个固定时刻采样点，y(n+1)为需要插值的数据后一个固定时刻采样点，α随不同的系统频率及不同采样时刻而不同，因此需要离线设计插值参数表T；离线计算的插值参数表共计(F_H‑F_L)/ΔF张；步骤S03：单表设计：设定硬件固定时刻的采样值为S₀到S_n，判断计算后的插值数据为D₀到D_n；其中0≤n<N；当前的电力系统的采样周期与电力系统标准采样周期的差值为ΔT，α＝ΔT/T_s＝|F_c‑F_s|/F_c；插值方法为：D₀＝S₀；D₁＝(1‑α)×S₁+α×S₂；D₂＝(1‑2α)×S₂+2α×S₃…D_n＝(1‑nα)×S_n+nα×S_n+1依次计算出N个插值数据；由此，单表设计为T＝{0，α，2α，3α，4α，……(N‑1)α}；以此，根据不同的电力系统频率设计出(F_H‑F_L)/ΔF张表为在线程序使用。