[发明专利]一种基于改进不完全S变换的基波和谐波参数估计方法

权利要求书

1.一种基于改进不完全S变换的基波和谐波参数估计方法，包括数据采集及预处理模块(1)、改进不完全S变换计算模块(2)、基波和谐波参数估计模块(3)，3个模块依次连接实现电力系统基波和谐波参数的检测，其特征在于，基波和谐波参数估计模块(3)首先根据改进不完全S变换计算模块(2)的计算结果求其模矩阵，接着通过计算模矩阵行幅值向量中心段均值求得基波和谐波的幅值，然后采用误差控制的逐步逼近法求得辛格函数对应基波和谐波幅值的反函数值绝对值，并结合频谱序列中对应基波和谐波的次大谱线频率坐标与谱峰频率坐标差值的极性，确定基波和谐波的频率校正值，进而得到基波和谐波的频率值，最后依据频率校正值求得相位校正值，进而得到基波和谐波的相位值；

其中，所述基波和谐波参数估计模块(3)的计算步骤如下：

S1：对不完全S变换复数矩阵V(k)求模得模矩阵V_m(k)，进入步骤S2；

S2：由下式求V_m(k)行向量中心段均值得基波和谐波的幅值A_h，

式中N为数据的长度，进入步骤S3；

S3：根据A_h采用误差控制的逐步逼近法求辛格函数对应基波和谐波幅值的反函数值绝对值df，进入步骤S4；

S4：求频谱序列中对应基波和谐波的次大谱线频率坐标与谱峰频率坐标差值的极性p，即：

进入步骤S5；

S5：求基波和谐波频率校正值p×df×f_s/N，f_s为采样频率，并由下式得基波和谐波频率值，

f_h＝f_n+p×df×f_s/N，式中f_n为频谱序列中对应基波和谐波谱峰的频率值，进入步骤S6；

S6：由式－p×df×f_s/N×π求基波和谐波相位校正值，由下式得基波和谐波相位值，

θ＝φ_n－p×df×f_s/N×π，式中φ_n为频谱序列中对应基波和谐波谱峰的相位值，进入步骤S7；

S7：输出基波和谐波的幅值、频率及相位参数，完成基波和谐波参数计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进不完全S变换的基波和谐波参数估计方法，其特征在于，所述基波和谐波参数估计模块(3)的计算步骤S3，df的求取采用误差控制的逐步逼近方法，采用如下计算步骤：

T1：设定df的初始值Δf/2，df的绝对误差er＝1，进入步骤T2；

T2：判断er≤M是否成立，M为预设的df误差容限，若成立则进入步骤T7，否则进入步骤T3；

T3：用下式计算er值：

er＝|df/sin(df×π)－A_h/(A₁×π)|

式中A_h为权利要求项1中步骤S2得到的基波和谐波幅值，A₁为频谱序列中对应基波和谐波的谱峰幅值，进入步骤T4；

T4：判断er≥M/10是否成立，若成立进入步骤T6，否则进入步骤T5；

T5：计算df＝df－M，返回步骤T2；

T6：计算df＝df－er/10，返回步骤T2；

T7：保存df值，完成df的计算。