及高次諧波幅值成分，且不含有基波幅值成分，忽略較 小的高次諧波幅值，即得到=次諧波幅值。
[0039] 考慮被測(cè)信號(hào)與矩形波相位問(wèn)題時(shí)，若被測(cè)信號(hào)與矩形波相位不一致，此時(shí)用兩 組正交的矩形波分別與被測(cè)信號(hào)相乘，即對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行分段累加求和，獲得被測(cè)信號(hào)分 段積分值，得到兩組結(jié)果記為Ml、M2,則基波或諧波幅值為：
[0040] 下面W基波幅值與=次諧波幅值為例介紹一下基波幅值與=次諧波幅值的獲取 的方法。W下只是舉例介紹，本技術(shù)領(lǐng)域人員可W理解的是此獲取方法也可W用于其它諧 波幅值的獲取，例如4次諧波幅值或者5次諧波幅值。
[0041] 在獲取基波幅值與=次諧波幅值時(shí)會(huì)首先對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行基波周期檢測(cè)。通過(guò) 檢測(cè)被測(cè)電信號(hào)相繼過(guò)零點(diǎn)來(lái)檢測(cè)基波周期?；ㄖ芷谟糜谏蓛山M正交的=次矩形波調(diào) 制信號(hào)。=次矩形波信號(hào)是指周期為基波周期1/3倍的矩形波。
[0042] 對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行采樣并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。按被測(cè)信號(hào)的基波周期，保證至少采樣 到一個(gè)基波周期的數(shù)據(jù)，設(shè)在一個(gè)基波周期內(nèi)采樣N個(gè)點(diǎn)，被測(cè)信號(hào)為f(t)，則采樣生成的 信號(hào)值序列為f化)，k= 1，2…N。其中，N為正整數(shù)。
[0043] 根據(jù)基波周期T，生成兩組1/3倍基波周期的=次矩形波。兩組矩形波占空比均為 50%，正幅值均為1，負(fù)幅值均為-1，兩組矩形波正交，相位差90度。分別記為Y1，Y2。所 生成的兩組正交的S次矩形波調(diào)制信號(hào)如圖3所示。
[0044] 此處無(wú)需考慮=次矩形波與被測(cè)信號(hào)基波、=次諧波的相位一致問(wèn)題，即生成的 =次矩形波相位與被測(cè)信號(hào)=次諧波相位可能不同，不影響檢測(cè)結(jié)果。
[0045] 將采樣信號(hào)與兩組正交的=次矩形波分別相乘求和，即對(duì)被測(cè)電信號(hào)進(jìn)行分段累 加求和，獲得被測(cè)信號(hào)分段積分值，從而獲取基波和=次諧波幅值。此處可W分兩步分別獲 取=次諧波幅值與基波幅值。
[0046] 1)計(jì)算S次諧波幅值。
[0047] 采樣信號(hào)f(k)與矩形波Y1相乘求和（即累加運(yùn)算），為方便使用中間過(guò)程計(jì)算 值同時(shí)求基波和=次諧波幅值，分段記錄累加求和值，獲得被測(cè)信號(hào)分段積分值，分別記為
[0048] 采樣信號(hào)f(k)與矩形波Y2相乘求和（即累加運(yùn)算），為方便使用中間過(guò)程計(jì)算 值同時(shí)求基波和=次諧波幅值，分段記錄累加求和值，獲得被測(cè)信號(hào)分段積分值，分別記為 B1、B2、B3、B4、B5、B6,B7,其中
[0052]貝1J，M31為采樣信號(hào)f化）與矩形波Y1相乘求和結(jié)果，即為被測(cè)信號(hào)分段積分值按 =次矩形波Y1規(guī)律組合結(jié)果，M32為采樣信號(hào)f化）與矩形波Y1相乘求和結(jié)果，即為被測(cè)信 號(hào)分段積分值按=次矩形波Y2規(guī)律組合結(jié)果，忽略較小的高次諧波幅值成分，=次諧波幅 值為：
[0054] 2)計(jì)算基波幅值。
[0055] 需要用兩組正交的一次矩形波與被測(cè)信號(hào)采樣值相乘求和獲得被測(cè)信號(hào)基波積 分值。由于一次矩形波可由=次矩形波組合得到，故利用上述記錄分段積分值A(chǔ)、B，可同時(shí) 計(jì)算基波幅值。
[0058]貝1J，結(jié)果C1、D1相當(dāng)于兩組正交的一次矩形波與采樣信號(hào)相乘的結(jié)果，即被測(cè)信 號(hào)按一次矩形波規(guī)律組合的積分值，忽略較小的諧波幅值成分，基波幅值為：
[0060] 運(yùn)樣就獲得了被測(cè)電信號(hào)的基波幅值與s次諧波幅值。
[0061] 通過(guò)W上獲取電信號(hào)基波幅值與多次諧波幅值的方法我們可W看得，本申請(qǐng)的方 法具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0062] (1)可W同時(shí)快速計(jì)算基波和多次諧波幅值。
[0063] (2)獲取方法簡(jiǎn)單，通過(guò)生成正交的多次矩形波與被測(cè)信號(hào)相乘，即是對(duì)被測(cè)信號(hào) 進(jìn)行分段累加求和，獲得被測(cè)信號(hào)分段積分值，只需要簡(jiǎn)單的加法和幾次的乘法即可完成 運(yùn)算，計(jì)算速度快，編程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
[0064] (3)利用兩組正交的=次矩形波進(jìn)行調(diào)制，無(wú)需考慮多次矩形波與多次諧波、基波 的相位一致性問(wèn)題。
[0065] (4)利用多次矩形波與采樣信號(hào)相乘求和中間過(guò)程的儲(chǔ)存值，即分段累加求和獲 得的被測(cè)信號(hào)分段積分值，對(duì)其重新組合，可同時(shí)計(jì)算基波幅值，與只獲取多次諧波幅值時(shí) 間基本一樣，節(jié)省了運(yùn)算時(shí)間。
[0066] (5)由于運(yùn)算簡(jiǎn)單，硬件要求不高，易于單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)，可有效減小裝置體積和成 本。
[0067] W上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)，運(yùn)些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)W所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方法，其特征在于，包括如下步 驟： 檢測(cè)被測(cè)電信號(hào)的基波周期； 采集至少一個(gè)基波周期的被測(cè)電信號(hào)； 根據(jù)基波周期，生成兩組1/X倍基波周期的相互正交的多次矩形波，其中X為大于1的 正整數(shù)； 選取至少一個(gè)基波周期中的N個(gè)采樣信號(hào)與兩組正交多次矩形波分別相乘求和，其中 N為正整數(shù)； 按照一次矩形波規(guī)律和X次矩形波規(guī)律分別獲得基波和X次諧波的幅值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方法，其特征在 于，所述選取至少一個(gè)基波周期中的N個(gè)采樣信號(hào)與兩組正交多次矩形波分別相乘求和的 步驟中，所選擇的基波周期為一個(gè)基波周期。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方法，其特征在 于，所述采集至少一個(gè)基波周期的被測(cè)電信號(hào)的步驟中，所采集的基波周期為一個(gè)基波周 期。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方法，其特征在 于，所述檢測(cè)被測(cè)電信號(hào)的基波周期的步驟是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)電信號(hào)相繼過(guò)零點(diǎn)的方法來(lái)檢 測(cè)基波周期的。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方 法，其特征在于，所述根據(jù)基波周期，生成兩組1/X倍基波周期的相互正交的多次矩形波的 步驟中，X為3。
【專利摘要】一種快速獲取電信號(hào)基波幅值和多次諧波幅值的方法，其特包括如下步驟：檢測(cè)被測(cè)電信號(hào)的基波周期；采集至少一個(gè)基波周期的被測(cè)電信號(hào)；根據(jù)基波周期，生成兩組1/X倍基波周期的相互正交的多次矩形波，其中X為大于1的正整數(shù)；選取至少一個(gè)基波周期中的N個(gè)采樣信號(hào)與兩組正交多次矩形波分別相乘求和，其中N為正整數(shù)；按照一次矩形波規(guī)律和X次矩形波規(guī)律分別獲得基波和X次諧波的幅值。
【IPC分類】G01R19/04
【公開號(hào)】CN105116202
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408318
【發(fā)明人】邵武, 郭偉, 周偉, 張貴鵬, 徐宏, 李雪梅, 穆亞明, 白霖, 趙靜, 翟亮
【申請(qǐng)人】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月14日