[发明专利]电气信号频率的数字化实时检测方法

说明书

技术领域

本发明属于电工技术领域，涉及一种电气信号频率的数字化实时检测方法，该方法特别适应于电网电压工作频率和电气设备运行频率的检测。

背景技术

频率是电力系统的主要技术指标之一，也是电机等电气设备运行的主要监视参数。电频率测量是电力系统及电气设备运行与多种控制、调节的基础。用电气信号交流采样值的数值运算来估计信号频率的软件测频技术，是目前电气频率测量的主流技术。已有的测频方法有：周期法、解析法、误差最小化原理算法、DFT类算法、正交去调制法等。这些方法在测量速度、精度、计算量、实现难易程度、抑制谐波及噪声能力等方面各有优劣，适合于周期信号及频率变化缓慢的准周期信号的频率测量；对于频率变化较快的动态信号，这些方法并不适用。

电力系统正常运行时，电网频率随电力负荷变化而不断波动，变化速率较慢；电网发生事故出现有功功率不平衡时，系统频率变化速率加快，这时电网频率及其变化速率的快速跟踪测量对事故处理和电网安全十分重要。电机等旋转电气设备在起动、运行及事故发生时的频率变化也可能相当快，其快速跟踪测量是其并列控制、转速调节和事故处理的重要依据。因此，对变化较快的电频率进行快速跟踪测量十分重要。可满足电网和电气设备在不同运行方式下的频率测量要求的频率测量方法是迫切需要的，极具工程实用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种电气信号频率的数字化实时检测方法，以满足电力系统和电气设备在各种运行方式下对频率测量精度和响应速度的要求。

本发明的技术解决方案如下：

一种电气信号频率的数字化实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：

给定信号频率为50Hz时电压信号每周波的采样点数M值和p值，p取2或3，窗函数长度N＝pM，以固定采样周期T_S＝0.02/N秒对电网或电气设备的电压进行不间断采样，得到电压采样值序列{u(n)}；

步骤2)：

从u(n)序列中第k点开始取N点得u₁(n)，从第k+1点起取N点得u₂(n)；

步骤3)：

对u₁(n)和u₂(n)分别加p阶矩形自卷积窗w(n)以求取初相位角：