| 发明名称 | 一种基于迭代傅里叶变换计算交流电流信号幅值和相位的方法 | ||
| 摘要 | 本发明公开了一种基于迭代傅里叶变换计算交流电流幅值和相位的方法，属于电力供电技术领域。包括：确定采样频率，初始化参数；确定欲提取的交流电流频率；计算正弦和余弦函数；采样交流电流值；判断采样序号，计算交流电流次谐波余弦幅值和余弦幅值；获得交流电流次谐波电流幅值和相位。本发明利用每次采样数据进行一次加减法计算即可获得准确的基波电流幅值和相位，较传统的傅里叶变换减少大量的运算过程，能够满足电力系统中信号检测的快速性和准确性要求。 | ||
| 申请公布号 | CN102818921A | 申请公布日期 | 2012.12.12 |
| 申请号 | CN201210243233.5 | 申请日期 | 2012.07.13 |
| 申请人 | 中冶南方工程技术有限公司 | 发明人 | 张华军;陈方元;褚学征;尉强 |
| 分类号 | G01R19/00(2006.01)I;G01R23/16(2006.01)I;G01R25/00(2006.01)I | 主分类号 | G01R19/00(2006.01)I |
| 代理机构 | 北京汇泽知识产权代理有限公司 11228 | 代理人 | 张若华 |
| 主权项 | 1.一种基于迭代傅里叶变换计算交流电流幅值和相位的方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：（1）确定采样频率f<sub>s</sub>，初始化采样序号k为1，初始化A、B或C相电流n次谐波余弦幅值a<sub>n</sub>为0，初始化A、B或C相电流n次谐波正弦幅值b<sub>n</sub>为0；（2）确定需要提取的交流电流A、B或C相电流n次谐波的信号频率f<sub>n</sub>，A、B或C相电流n次谐波的角速度w<sub>n</sub>，w<sub>n</sub>=2πf<sub>n</sub>，得到提取交流电流A、B或C相电流信号的一个周期的采样点数<img file="FDA00001886354900011.GIF" wi="169" he="121" />（3）计算正弦函数sin(w<sub>n</sub>kT<sub>s</sub>)和余弦函数cos(w<sub>n</sub>kT<sub>s</sub>)，将计算结果分别保存为两个数组；若采样序号k满足k＞N时，从k＝N+1开始，令k＝1重新开始计数，使sin(w<sub>n</sub>kT<sub>s</sub>)和cos(w<sub>n</sub>kT<sub>s</sub>)一直反复利用N点采样值循环计算；其中T<sub>s</sub>为采样周期，T<sub>s</sub>=1/f<sub>s</sub>；（4）采样交流电流A、B或C相电流值I(k)，若采样序号k满足N≥k＞0，则进入步骤（5），若采样序号k满足k＞N，则进入步骤（6）；（5）根据下式得到A、B或C相电流n次谐波余弦幅值a<sub>n</sub>和A、B或C相电流n次谐波正弦幅值b<sub>n</sub>，然后进入步骤（7）；<maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub></mrow></munderover><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nwt</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>b</mi><mi>n</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub></mrow></munderover><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nwt</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>其中I(t)表示任意时刻t时A、B或C相电流，w<sub>n</sub>=nw为A、B或C相电压n次谐波的角速度，w为A、B或C相基波电压信号的角速度，w=2πf，f为基波频率，t<sub>0</sub>表示大于等于零的任意时刻，T<sub>s</sub>为采样周期，T<sub>s</sub>＝1/f<sub>s</sub>，k为采样序号；（6）根据下式得到A、B或C相电流n次谐波余弦幅值a<sub>n</sub>和A、B或C相电流n次谐波正弦幅值b<sub>n</sub>，然后进入步骤（7）；<maths num="0003"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="0004"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>b</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>b</mi><mi>n</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>+</mo><mi>k</mi><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mfrac><mn>2</mn><mi>N</mi></mfrac><mi>I</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>sin</mi><mrow><mo>(</mo><mi>nw</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mi>k</mi><mo>-</mo><mi>N</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>T</mi><mi>s</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>（7）根据<img file="FDA00001886354900023.GIF" wi="275" he="75" />获得A、B或C相电流n次谐波电流幅值A<sub>n</sub>；<img file="FDA00001886354900024.GIF" wi="418" he="124" /><img file="FDA00001886354900025.GIF" wi="444" he="136" />将初始相位<img file="FDA00001886354900026.GIF" wi="41" he="38" />分为(-π0)和(0π)两部分进行计算：<img file="FDA00001886354900027.GIF" wi="637" he="310" />得到A、B或C相电流n次谐波电流初始相位；然后跳转至步骤（4），采样下一时刻的A、B或C相电流信号。 | ||
| 地址 | 430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号 | ||