电力信号同步采样算法.pdf

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1、第24卷第3期电力系统及其自动化学报Vo1．24No．32012年6月ProceedingsoftheCSU-EPSAJun．2012电力信号同步采样算法张红(桂林师范高等专科学校数学与计算机科学系，桂林541001)摘要：在运用离散傅里叶变换(DFT)做信号的谐波分析中，信号采样的同步有着重要地位文中运用软件无线电中精细频率估计的方法估计离散电力信号的频率，在得到信号频率的基础上让信号与Farrow滤波器进行卷积运算即可实现采样速率转换。同时把Farrow滤波器系数保存成表格形式，在采样速率转换中直接查

2、表得到系数进行运算，在保证信号采样率转换效果不降低的同时，简化了计算量。仿真分析和实践验证了这个算法的可行性和有效性，该算法可以应用于各种电力配电系统装置的前端处理中的电力信号的同步采样。关键词：采样速率转换；精细频率估计；频率校正；滤波器中图分类号：TN98文献标志码：A文章编号：1003—8930(2012)03—0091—06SynchronousSamplingAlgorithmforPowerSignalZHANGHong(GuilinNormalCollegeDepartmentofMathe

3、maticsandComputerScience，Guangxi541001，China)Abstract：SynchronoussamplingplaysanimportantroleintheuseofdiscreteFouriertransform(DFT)todotheharmonicanalysisofthesigna1．Inthispaper，thefinefrequencyestimationmethodofsoftwareradiowasusedtoestimatethefrequency

4、ofdiscreteelectricalsignals．Then，thesamplingrateconversioncanbeachievedbyconvolutionoperationofthesignalandtheFarrowfilter．Farrowfiltercoefficientsaresavedintoatablefor—mat，andthesamplingrateconversioncoefficientscanbeobtainedinthedirecttablelook-up．Thisa

5、lgorithmcannotonlyensuretheeffectofsamplingrateconversion，butalsosimplifythecalculation．Thesimulationandpracticevalidatethefeasibilityandeffectivenessofthisalgorithm．Thealgorithmcanbeappliedtothesyn—chronoussamplingofpowersignalforthefront-endprocessingof

6、variousdevicesinpowerdistributionsystem．Keywords：samplingrateconversion；finefrequencyestimation；frequencycorrection；filter利用离散傅里叶变换DFT(discreteFourier充分完善之前，基于DFT的谐波分析方法在谐波transform)对信号进行分析，具有正交、完备、快速分析和检测领域中仍将发挥其重要的作用_1]。等许多优点，它可以精确地确定出平稳波形中各次但DFT存在一些固有的

7、限制，如：取样信号必谐波的幅值。它的理论基础是假定输入信号是周期须是周期性；取样信号必须为基波信号的整数倍；信号，可以分解为恒定直流分量与整数倍基频周期取样速率必须高于信号最高频率的2倍以上。当所分量之和，因此利用正交三角函数基或正交指数基处理的信号不符合这些条件时，则将产生栅栏效把时域信号变换成频域信号，分离出电参量信号的应、泄漏效应、混叠效应r2。]。若采样频率与信号基基波及各次谐波分量，从而可得到信号各分量的幅频不同步时，截取并周期延拓而成的信号将不等值、频率和相位，然后再由相应公式可以很方便的于原

8、信号，会造成波形间断，这样必然会使变换结求出其余的参数值。在短时傅里叶变换、小波变换、果偏离真实值，出现频谱泄漏现象。减少频谱泄漏现代谱估计和二次变换等理论和方法还没有得到的方法有加窗法[5、非同步采样法_】]，频谱校收稿日期：2010—10—11；修回日期：2010—12—03·92·电力系统及其自动化学报第24卷正l_1“等。式中：一0，1，2，⋯，N；T为采样时间间隔，T。一在观察电力系统的电压电流信号过程中发现1／f。