CN105067885B - 将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统，所述方法包括：获得初步采样序列长度、初步采样序列；根据初步采样序列获得参考频率；根据预设采样频率和参考频率，获得单位周期序列长度；根据预设整数信号周期数和单位周期序列长度，获得预设序列长度；从初步采样序列中获得正向、反褶序列；根据正向、反褶序列，获取零初相位余、正弦函数调制序列，进一步获取零初相位选择序列；将参考频率余、正弦函数与正向序列相乘，再与反褶序列相乘，进行数字陷波、向量积分、向量积分值转换、相位转换，获得正向序列平均初相位，根据零初相位选择序列获得零初相位信号序列。本发明提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统。
背景技术
电力系统的频率测量、相位测量、幅值测量等在本质上均为正弦参数的测量。傅里叶变换是实现正弦参数测量的基本方法，在电力系统中有广泛的应用。但随着正弦参数测量技术的发展，傅里叶变换存在的问题越显突出，其难以进一步满足电力系统对正弦参数高准确度计算的要求。
在电力系统正弦参数测量方面，有多种测量方法，如零交法、基于滤波的测量法、基于小波变换法、基于神经网络的测量法、基于DFT变换的测量法等。但是电网运行额定工频在50Hz附近，属于频率较低的正弦频率。由于实际信号处理技术的局限性和信号构成的复杂性，上述测量方法对正弦参数测量精度低，抗谐波和噪声干扰性差。
发明内容
基于上述情况，本发明提出了一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统，获取零初相位信号序列，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：
一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，包括以下步骤：
根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；
根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列。
一种将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，包括：
采样序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
初步采样模块，用于根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
频率初测模块，用于对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
单位周期序列长度模块，用于根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
预设序列长度模块，用于根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
正向序列模块，用于根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
反褶序列模块，用于将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
余弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
余弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
正弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
零初相位选择序列模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
第一向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
第二向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
第一向量积分值生成模块，用于分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
第二向量积分值生成模块，用于分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
平均初相位模块，用于根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；
零初相位输出信号序列模块，用于根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将电力信号转换为零初相位信号序列的方法和系统，获得初步采样序列长度，并对电力信号进行初步采样，获得初步采样序列；对初步采样序列进行频率初测，生成初步频率，设定参考频率；根据预设采样频率和参考频率，获得单位周期序列长度；根据预设整数信号周期数和单位周期序列长度，获得预设序列长度；从初步采样序列中获得正向序列，进一步获得反褶序列；根据正向序列和反褶序列获取零初相位余、正弦函数调制序列；从零初相位余、正弦函数调制序列获取零初相位选择序列；分别将参考频率的余弦函数和正弦函数与正向序列相乘，再分别与反褶序列相乘，进行数字陷波、向量积分、向量积分值转换、相位转换，获得正向序列的平均初相位，将零初相位选择序列的幅值恢复为电力信号的幅值，获得零初相位输出信号序列。对于任意初相位的信号序列，通过零初相位调制，得到零初相位或初相位在零附近的调制序列，避开了信号序列任意初相位问题的影响，同时零初相位调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可显著的提高正弦参数计算的准确度，提高抗谐波和噪声干扰性。
附图说明
图1为一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的方法流程图；
图2为一个实施例中正向序列和反褶序列示意图；
图3为一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。
一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
步骤S102：根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
步骤S103：对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
步骤S104：根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
步骤S105：根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
步骤S106：根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
步骤S107：将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
步骤S108：将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
步骤S109：将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
步骤S110：对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
步骤S111：对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
步骤S112：对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
步骤S113：分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
步骤S114：分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
步骤S115：分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
步骤S116：分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
步骤S117：分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
步骤S118：分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
步骤S119：根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
步骤S120：根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；
步骤S121：根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列。
从以上描述可知，本发明对于任意初相位的信号序列，通过零初相位调制，得到零初相位或初相位在零附近的调制序列，避开了信号序列任意初相位问题的影响，同时零初相位调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
其中，对于步骤S101，根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
所述电力信号是一种基波成分为主的正弦信号。正弦信号广指正弦函数信号和余弦函数信号。
在一个实施例中，电力系统频率范围在45Hz-55Hz，取电力信号频率下限fmin为45Hz；根据实际需要设置所述预设整数信号周期数C2π，优选地，取C2π为11。
在一个实施例中，获得所述初步采样序列长度为式(1)：
式中，Nstart为所述初步采样序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；C2π为所述预设整数信号周期数，单位无量纲；fmin为所述电力信号频率范围的下限，单位Hz；fn为所述预设采样频率，单位Hz。
对于步骤S102，根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列。
在一个实施例中，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，获得所述电力信号的初步采样序列为式(2)：
n＝0,1,2,3,...,Nstart-1
其中，Xstart(n)为所述初步采样序列；A为所述电力信号的幅值，单位v；ω为所述电力信号的频率，单位rad/s；Tn为采样间隔，单位s；fn为所述预设采样频率，单位Hz；n为所述电力信号的序列离散数，单位无量纲；为所述电力信号的初相位，单位rad；Nstart为所述初步采样序列长度，单位无量纲。
对于步骤S103，可通过零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法、基于DFT变换的频率算法或基于相位差的频率算法对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率。
在一个实施例中，生成所述初步频率为式(3)：
ωo (3)；
其中，ωo为所述初步频率，单位rad/s；
优选地，所述参考频率等于所述初步频率为式(4)：
ωs＝ωo (4)；
其中，ωs为参考频率，单位rad/s；ωo为初步频率，单位rad/s。
对于步骤S104，根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
在一个实施例中，获得所述电力信号的单位周期序列长度为式(5)：
式中，N2π为所述单位周期序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；fn为所述预设采样频率，单位Hz；fs为Hz单位的参考频率；ωs为rad/s单位的参考频率。
所述单位周期序列长度整数化存在1个采样间隔内的误差。
对于步骤S105，根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度，原则上要求预设序列长度对应整数信号周期数；
在一个实施例中，所述预设序列长度为所述单位周期序列长度的11倍，获得所述预设序列长度为式(6)：
N＝(int)(C2πN2π) (6)；
其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；N2π为所述单位周期序列长度，单位无量纲；C2π为所述预设整数信号周期数，单位无量纲；由于存在误差，所述预设序列长度包含所述单位周期序列长度整数存在的误差。
对于步骤S106，根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
在一个实施例中，获得所述正向序列为式(7)：
n＝0,1,2,3,...,N-1 (7)；
N≤Nstart
其中，Xi(n)为正向序列；Xstart(n)为初步采样序列；A为信号幅值，单位v；ω为信号频率，单位rad/s；Tn为采样间隔，单位s；n为序列离散数，单位无量纲；为信号初相位，单位rad；N为正向序列长度，单位无量纲，正向序列长度等于所述预设序列长度；Nstart为初步采样序列长度，单位无量纲。
所述正向序列的图形表达如图2所示。
对于步骤S107，将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
在一个实施例中，获得反褶序列为式(8)：
X-i(-n)＝Xi(N-n)＝Acos(-ωTnn+β) (8)；
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，X-i(-n)为反褶序列；β为反褶序列初相位，单位rad。关系上，反褶序列初相位是正向序列的截止相位，即所述电力信号的截止相位；N为反褶序列长度，单位无量纲。反褶序列长度与正向序列长度相同。
所述反褶序列的图形表达如图2所示。
对于步骤S108，将所述正向序列和所述反褶序列相加，获取所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
在一个实施例中，获得零初相位余弦函数调制序列为式(9)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xcos(n)为零初相位余弦函数调制序列；为零初相位余弦函数调制序列幅值，单位v；为零初相位余弦函数调制序列初相位，单位rad；为rad/s单位的正向序列初相位；β为rad/s单位的反褶序列初相位。
由于所述预设序列长度对应整数信号周期数存在误差，原因之一是参考频率误差引起的误差，原因之二是所述预设序列长度的整数化误差。如果所述的误差为零，则所述余弦函数信号序列初相位为零，反之初相位在零附近。所述初相位与零值比较的误差与所述整数信号周期数的误差之间为正比关系。
所述零初相位余弦函数调制序列携带信息。
对于步骤S109，将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
在一个实施例中，获得零初相位正弦函数调制序列为式(10)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xsin(n)为零初相位正弦函数调制序列；为零初相位正弦函数调制序列幅值，单位v；为所述零初相位正弦函数调制序列初相位，单位rad。
由于所述预设序列长度对应整数信号周期数存在误差，原因之一是参考频率误差引起的误差，原因之二是所述预设序列长度的整数化误差。如果所述的误差为零，则所述正弦函数信号序列初相位为零，反之初相位在零附近。所述初相位与零值比较的误差与所述整数信号周期数的误差之间为正比关系。
对于步骤S110，对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
在一个实施例中，获得零初相位余弦函数调制序列的平均幅值为式(11)：
n＝0,1,2,...,N-1
式中，Acos-avg为零初相位余弦函数调制序列平均幅值，单位v；
对于步骤S111，对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
在一个实施例中，获得零初相位正弦函数调制序列的平均幅值为式(12)：
n＝0,1,2,...,N-1
式中，Asin-vag为零初相位正弦函数调制序列平均幅值，单位v；
对于步骤S112，对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
在一个实施例中，对所述零初相位选择序列的选择为式(13)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xsel(n)为零初相位选择序列。
对于步骤S113，分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
在一个实施例中，在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(14)：
式中，R1(n)为第一实频向量序列；I1(n)为第一虚频向量序列；N为无量纲单位的正向序列长度。
对于步骤S114，分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
在一个实施例中，在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(15)：
n＝1,2,3,...,N-1
式中，R2(n)为第二实频向量序列；I2(n)为第二虚频向量序列；N为无量纲单位的反褶序列长度。
对于步骤S115，分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
所述实频向量序列和所述虚频向量序列中包含混频干扰频率。当输入信号中还在直流成分、次谐波成分及分次谐波成分时，所述混频干扰频率将更加复杂，这些混频干扰频率严重影响计算准确度。虽然窗口函数和积分运算本身对混频干扰频率具有良好的衰减作用，但没有针对性，不能够对所述复杂的混频干扰频率产生深度的抑制作用，不能满足正弦参数的高准确度计算需要。
为了有针对性的抑制所述混频干扰频率的影响，采用一种数字陷波器，理想情况下，数字陷波器的零幅值频率点正好对应所述混频干扰频率点，对所述混频干扰频率具有完全的抑制作用。优选地，数字陷波具体采用算术平均陷波算法，即将若干个连续离散值相加，然后取其算术平均值作为本次陷波值输出。数字陷波需要设置数字陷波参数，所述数字陷波参数指若干个连续离散值相加的长度ND。在数字陷波参数ND取值为信号单位周期序列长度的1.5倍，可以对1/3分次谐波产生的混频干扰频率进行抑制。而ND取值为信号单位周期序列长度的2倍，可以对直流、1/2分次、1次、2次、3次、4次、5次谐波等产生的混频干扰频率进行抑制。因此，数字陷波由2种参数的数字陷波器所构成，考虑到实际存在误差等因数，为了深度抑制混频干扰频率影响，每种参数的数字陷波器均由参数相同的三级数字陷波组成，共六级算术平均值数字陷波所构成。
在一个实施例中，六级算术平均值数字陷波式可为式(16)：
对X(n) n＝0,1,2,3,...,N-1
对XD(n) n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，X(n)为数字陷波输入序列，序列长度N；XD(n)为数字陷波输出序列，序列长度N-3ND1-3ND2；ND1为陷波参数1，即连续离散值相加数量；ND2为陷波参数2，即连续离散值相加数量。
在一个实施例中，陷波参数ND1取值为所述参考频率的单位周期序列长度的1.5倍，陷波参数ND2取值为所述参考频率的单位周期序列长度的2倍，六级算术平均值数字陷波需要使用10.5倍信号单位周期序列长度。
在一个实施例中，在所述混频干扰频率成分得到完全抑制前提下，所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列为(17)：
对R1(n)I1(n) n＝0,1,2,3,...,N-1
对RD1(n)ID1(n) n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，RD1(n)为所述第一实频向量陷波序列；ID1(n)为所述第一虚频向量陷波序列；K(Ω)为数字陷波在频差Ω的无量纲增益；α(Ω)为数字滤波在频差Ω的rad单位移相。
对于步骤S116，分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
在一个实施例中，积分运算长度为所述信号周期序列长度的0.5倍；
在一个实施例中，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值，为式(18)：
n＝0,1,2,3,...,L1-1
L1＝N-3ND1-3ND2
其中，R1为第一实频向量积分值；I1为第一虚频向量积分值；L1为积分计算长度1，单位无量纲，L1为信号周期序列长度的0.5倍。
对于步骤S117，分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
在一个实施例中，在所述混频干扰频率成分得到完全抑制前提下，所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列为式(19)：
对R2(n)I2(n) n＝0,1,2,3,...,N-1
对RD2(n)ID2(n) n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，RD2(n)为所述第二实频向量陷波序列；ID2(n)为所述第二虚频向量陷波序列；K(Ω)为数字陷波在频差Ω的无量纲增益；α(Ω)为数字滤波在频差Ω的rad单位移相。
对于步骤S118，分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
在一个实施例中，积分运算长度为所述信号周期序列长度的0.5倍；
在一个实施例中，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值，为式(20)：
n＝0,1,2,3,...,L2-1
L2＝N-3ND1-3ND2
其中，R2为第二实频向量积分值；I2为第二虚频向量积分值；L2为积分计算长度2，单位无量纲，L2为信号周期序列长度的0.5倍。
对于步骤S119，根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
在一个实施例中，可通过以下公式(21)-(22)将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位：
其中，PH1为第一相位，单位rad；R1为第一实频向量积分值；I1为第一虚频向量积分值，PH2为第二相位，单位rad；R2为第二实频向量积分值；I2为第二虚频向量积分值。
在一个实施例中，根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位的步骤包括：
获取所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的第一比值和所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的第二比值；
获取所述第一比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位，获取所述第二比值的反正切函数值的相反数，生成所述第二相位。
对于步骤S120，根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；
在一个实施例中，可通过以下表达式(23)将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位：
其中，PH0为正向序列的平均初相位，单位rad；PH1为第一相位，单位rad；PH2为第二相位，单位rad。
所述正向序列的平均初相位为所述正向序列初相位与所述反褶序列初相位的平均值。
对于步骤S121，根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列；
在一个实施例中，可通过以下表达式(24)，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xout(n)为零初相位输出信号序列。
一个实施例中将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，如图3所示，包括：
采样序列长度模块301，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
初步采样模块302，用于根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
频率初测模块303，用于对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
单位周期序列长度模块304，用于根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
预设序列长度模块305，用于根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
正向序列模块306，用于根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
反褶序列模块307，用于将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
余弦函数调制序列模块308，用于将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块309，用于将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
余弦函数平均幅值模块310，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
正弦函数平均幅值模块311，用于对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
零初相位选择序列模块312，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
第一向量序列生成模块313，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
第二向量序列生成模块314，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量陷波序列生成模块315，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
第一向量积分值生成模块316，用于分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量陷波序列生成模块317，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
第二向量积分值生成模块318，用于分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块319，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
平均初相位模块320，用于根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；
零初相位输出信号序列模块321，用于根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列。
从以上描述可知，本发明提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
所述电力信号是一种基波成分为主的正弦信号。正弦信号广指正弦函数信号和余弦函数信号。
在一个实施例中，电力系统频率范围在45Hz-55Hz，取电力信号频率下限fmin为45Hz；根据实际需要设置所述预设整数信号周期数C2π，优选地，取C2π为11。
在一个实施例中，所述采样序列长度模块301获得所述初步采样序列长度为式(1)：
式中，Nstart为所述初步采样序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；C2π为所述预设整数信号周期数，单位无量纲；fmin为所述电力信号频率范围的下限，单位Hz；fn为所述预设采样频率，单位Hz。
在一个实施例中，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，所述初步采样模块302获得所述电力信号的初步采样序列为式(2)：
n＝0,1,2,3,...,Nstart-1
其中，Xstart(n)为所述初步采样序列；A为所述电力信号的幅值，单位v；ω为所述电力信号的频率，单位rad/s；Tn为采样间隔，单位s；fn为所述预设采样频率，单位Hz；n为所述电力信号的序列离散数，单位无量纲；为所述电力信号的初相位，单位rad；Nstart为所述初步采样序列长度，单位无量纲。
所述频率初测模块303可通过零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法、基于DFT变换的频率算法或基于相位差的频率算法对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率。
在一个实施例中，生成所述初步频率为式(3)：
ωo (3)；
其中，ωo为所述初步频率，单位rad/s；
优选地，所述参考频率等于所述初步频率为式(4)：
ωs＝ωo (4)；
其中，ωs为参考频率，单位rad/s；ωo为初步频率，单位rad/s。
在一个实施例中，所述单位周期序列长度模块304获得所述电力信号的单位周期序列长度为式(5)：
式中，N2π为所述单位周期序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；fn为所述预设采样频率，单位Hz；fs为Hz单位的参考频率；ωs为rad/s单位的参考频率。
所述单位周期序列长度整数化存在1个采样间隔内的误差。
在一个实施例中，所述预设序列长度为所述单位周期序列长度的11倍，所述预设序列长度模块305获得所述预设序列长度为式(6)：
N＝(int)(C2πN2π) (6)；
其中，N为所述预设序列长度，单位无量纲；(int)表示取整数；N2π为所述单位周期序列长度，单位无量纲；C2π为所述预设整数信号周期数，单位无量纲；由于存在误差，所述预设序列长度包含所述单位周期序列长度整数存在的误差。
在一个实施例中，所述正向序列模块306获得所述正向序列为式(7)：
n＝0,1,2,3,...,N-1 (7)；
N≤Nstart
其中，Xi(n)为正向序列；Xstart(n)为初步采样序列；A为信号幅值，单位v；ω为信号频率，单位rad/s；Tn为采样间隔，单位s；n为序列离散数，单位无量纲；为信号初相位，单位rad；N为正向序列长度，单位无量纲，正向序列长度等于所述预设序列长度；Nstart为初步采样序列长度，单位无量纲。
所述正向序列的图形表达如图2所示。
在一个实施例中，所述反褶序列模块307获得反褶序列为式(8)：
X-i(-n)＝Xi(N-n)＝Acos(-ωTnn+β) (8)；
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，X-i(-n)为反褶序列；β为反褶序列初相位，单位rad。关系上，反褶序列初相位是正向序列的截止相位，即所述电力信号的截止相位；N为反褶序列长度，单位无量纲。反褶序列长度与正向序列长度相同。
所述反褶序列的图形表达如图2所示。
在一个实施例中，所述余弦函数调制序列模块308获得零初相位余弦函数调制序列为式(9)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xcos(n)为零初相位余弦函数调制序列；为零初相位余弦函数调制序列幅值，单位v；为零初相位余弦函数调制序列初相位，单位rad；为rad/s单位的正向序列初相位；β为rad/s单位的反褶序列初相位。
由于所述预设序列长度对应整数信号周期数存在误差，原因之一是参考频率误差引起的误差，原因之二是所述预设序列长度的整数化误差。如果所述的误差为零，则所述余弦函数信号序列初相位为零，反之初相位在零附近。所述初相位与零值比较的误差与所述整数信号周期数的误差之间为正比关系。
所述零初相位余弦函数调制序列携带信息。
在一个实施例中，所述正弦函数调制序列模块309获得零初相位正弦函数调制序列为式(10)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xsin(n)为零初相位正弦函数调制序列；为零初相位正弦函数调制序列幅值，单位v；为所述零初相位正弦函数调制序列初相位，单位rad。
在一个实施例中，所述余弦函数平均幅值模块310获得零初相位余弦函数调制序列的平均幅值为式(11)：
n＝0,1,2,...,N-1
式中，Acos-avg为零初相位余弦函数调制序列平均幅值，单位v；
在一个实施例中，所述正弦函数平均幅值模块311获得零初相位正弦函数调制序列的平均幅值为式(12)：
n＝0,1,2,...,N-1
式中，Asin-vag为零初相位正弦函数调制序列平均幅值，单位v；
在一个实施例中，所述零初相位选择序列模块312对所述零初相位选择序列的选择为式(13)：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xsel(n)为零初相位选择序列。
在一个实施例中，所述第一向量序列生成模块313在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(14)：
n＝1,2,3,...,N-1
式中，R1(n)为第一实频向量序列；I1(n)为第一虚频向量序列；N为无量纲单位的正向序列长度。
在一个实施例中，所述第二向量序列生成模块314在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(15)：
n＝1,2,3,...,N-1
式中，R2(n)为第二实频向量序列；I2(n)为第二虚频向量序列；N为无量纲单位的反褶序列长度。
在一个实施例中，六级算术平均值数字陷波式可为式(16)：
对X(n)n＝0,1,2,3,...,N-1
对XD(n)n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，X(n)为数字陷波输入序列，序列长度N；XD(n)为数字陷波输出序列，序列长度N-3ND1-3ND2；ND1为陷波参数1，即连续离散值相加数量；ND2为陷波参数2，即连续离散值相加数量。
在一个实施例中，陷波参数ND1取值为所述参考频率的单位周期序列长度的1.5倍，陷波参数ND2取值为所述参考频率的单位周期序列长度的2倍，六级算术平均值数字陷波需要使用10.5倍信号单位周期序列长度。
在一个实施例中，所述第一向量陷波序列生成模块315在所述混频干扰频率成分得到完全抑制前提下，所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列为(17)：
对R1(n)I1(n) n＝0,1,2,3,...,N-1
对RD1(n)ID1(n) n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，RD1(n)为所述第一实频向量陷波序列；ID1(n)为所述第一虚频向量陷波序列；K(Ω)为数字陷波在频差Ω的无量纲增益；α(Ω)为数字滤波在频差Ω的rad单位移相。
在一个实施例中，积分运算长度为所述信号周期序列长度的0.5倍；
在一个实施例中，所述第一向量积分值生成模块316生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值，为式(18)：
n＝0,1,2,3,...,L1-1
L1＝N-3ND1-3ND2
其中，R1为第一实频向量积分值；I1为第一虚频向量积分值；L1为积分计算长度1，单位无量纲，L1为信号周期序列长度的0.5倍。
在一个实施例中，所述第二向量陷波序列生成模块317在所述混频干扰频率成分得到完全抑制前提下，所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列为式(19)：
对R2(n)I2(n) n＝0,1,2,3,...,N-1
对RD2(n)ID2(n) n＝0,1,2,3,...,N-3ND1-3ND2-1
其中，RD2(n)为所述第二实频向量陷波序列；ID2(n)为所述第二虚频向量陷波序列；K(Ω)为数字陷波在频差Ω的无量纲增益；α(Ω)为数字滤波在频差Ω的rad单位移相。
在一个实施例中，积分运算长度为所述信号周期序列长度的0.5倍；
在一个实施例中，所述第二向量积分值生成模块318生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值，为式(20)：
n＝0,1,2,3,...,L2-1
L2＝N-3ND1-3ND2
其中，R2为第二实频向量积分值；I2为第二虚频向量积分值；L2为积分计算长度2，单位无量纲，L2为信号周期序列长度的0.5倍。
在一个实施例中，所述相位模块319可通过以下公式(21)-(22)将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位：
其中，PH1为第一相位，单位rad；R1为第一实频向量积分值；I1为第一虚频向量积分值，PH2为第二相位，单位rad；R2为第二实频向量积分值；I2为第二虚频向量积分值。
在一个实施例中，所述平均初相位模块320可通过以下表达式(23)将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位：
其中，PH0为正向序列的平均初相位，单位rad；PH1为第一相位，单位rad；PH2为第二相位，单位rad。所述正向序列的平均初相位为所述正向序列初相位与所述反褶序列初相位的平均值。
在一个实施例中，所述零初相位输出信号序列模块321可通过以下表达式(24)，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值：
n＝0,1,2,3,...,N-1
式中，Xout(n)为零初相位输出信号序列。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；其中，所述正向序列的平均初相位为所述第一相位和所述第二相位的平均值；
根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列；
根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位的步骤包括：
获取所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的第一比值和所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的第二比值；
获取所述第一比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位，获取所述第二比值的反正切函数值的相反数，生成所述第二相位。
2.根据权利要求1所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，其特征在于，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，根据表达式获得所述初步采样序列Xstart(n)，其中n＝0,1,2,3,...,Nstart-1，A为所述电力信号的幅值，ω为所述电力信号的频率，n为所述电力信号的序列离散数，为所述电力信号的初相位，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，Nstart为所述初步采样序列长度。
3.根据权利要求1所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，其特征在于，根据表达式N＝(int)(C2πN2π)获得所述预设序列长度N，其中(int)表示取整数，C2π为所述预设整数信号周期数，N2π为所述单位周期序列长度。
4.根据权利要求2所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的方法，其特征在于，当所述零初相位选择序列为所述零初相位余弦函数调制序列时，根据表达式获得所述零初相位输出信号序列Xout(n)，当所述零初相位选择序列为所述零初相位正弦函数调制序列时，根据表达式获得所述零初相位输出信号序列Xout(n)，其中 Xcos(n)为所述零初相位余弦函数调制序列，Xsin(n)为所述零初相位正弦函数调制序列，PH0为所述正向序列的平均初相位，A为所述电力信号的幅值，为所述正向序列初相位，β为所述反褶序列初相位，ω为所述电力信号的频率，n＝0,1,2,3,...,N-1，n为所述电力信号的序列离散数，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，N为所述正向序列长度，所述正向序列长度等于所述预设序列长度，PH1为所述第一相位，PH2为所述第二相位。
5.一种将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，其特征在于，包括：
采样序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和预设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步采样序列长度；
初步采样模块，用于根据所述初步采样序列长度对所述电力信号进行初步采样，获得所述电力信号的初步采样序列；
频率初测模块，用于对所述初步采样序列进行频率初测，生成所述电力信号的初步频率，并根据所述初步频率设定所述电力信号的参考频率；
单位周期序列长度模块，用于根据所述预设采样频率和所述参考频率，获得所述电力信号的单位周期序列长度；
预设序列长度模块，用于根据所述预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得所述电力信号的预设序列长度；
正向序列模块，用于根据所述预设序列长度从所述初步采样序列中获得所述电力信号的正向序列；
反褶序列模块，用于将所述正向序列反向输出，获得与所述正向序列对应的反褶序列；
余弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相加，获得所述电力信号零初相位余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块，用于将所述正向序列和所述反褶序列相减，获取所述电力信号零初相位正弦函数调制序列；
余弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值；
正弦函数平均幅值模块，用于对所述零初相位正弦函数调制序列的绝对值进行积分运算，获得所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值；
零初相位选择序列模块，用于对所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值和所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值进行比较，当所述零初相位余弦函数调制序列的平均幅值大于或等于所述零初相位正弦函数调制序列的平均幅值，输出所述零初相位余弦函数调制序列，否则输出所述零初相位正弦函数调制序列，获取所述电力信号的零初相位选择序列；
第一向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
第二向量序列生成模块，用于分别将所述参考频率的余弦函数和所述参考频率的正弦函数与所述反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第一实频向量序列和所述第一虚频向量序列进行数字陷波，生成第一实频向量陷波序列和第一虚频向量陷波序列；
第一向量积分值生成模块，用于分别对所述第一实频向量陷波序列和所述第一虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第二实频向量序列和所述第二虚频向量序列进行数字陷波，生成第二实频向量陷波序列和第二虚频向量陷波序列；
第二向量积分值生成模块，用于分别对所述第二实频向量陷波序列和所述第二虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块，用于根据预设的相位转换规则，将所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值转换为第一相位，将所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值转换为第二相位；
平均初相位模块，用于根据预设的序列平均初相位转换规则，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述正向序列的平均初相位；其中，所述正向序列的平均初相位为所述第一相位和所述第二相位的平均值；
零初相位输出信号序列模块，用于根据所述正向序列的平均初相位，将所述零初相位选择序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，获得所述电力信号的零初相位输出信号序列；
所述相位模块获取所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的第一比值和所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的第二比值；获取所述第一比值的反正切函数值的相反数，生成所述第一相位，获取所述第二比值的反正切函数值的相反数，生成所述第二相位。
6.根据权利要求5所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，其特征在于，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，所述初步采样模块根据表达式获得所述初步采样序列Xstart(n)，其中n＝0,1,2,3,...,Nstart-1，A为所述电力信号的幅值，ω为所述电力信号的频率，n为所述电力信号的序列离散数，为所述电力信号的初相位，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，Nstart为所述初步采样序列长度。
7.根据权利要求6所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，其特征在于，所述预设序列长度模块根据表达式N＝(int)(C2πN2π)获得所述预设序列长度N，其中(int)表示取整数，C2π为所述预设整数信号周期数，N2π为所述单位周期序列长度。
8.根据权利要求7所述的将电力信号转换为零初相位信号序列的系统，其特征在于，当所述零初相位选择序列为所述零初相位余弦函数调制序列时，所述零初相位输出信号序列模块根据表达式获得所述零初相位输出信号序列Xout(n)，当所述零初相位选择序列为所述零初相位正弦函数调制序列时，所述零初相位输出信号序列模块根据表达式获得所述零初相位输出信号序列Xout(n)，其中 Xcos(n)为所述零初相位余弦函数调制序列，Xsin(n)为所述零初相位正弦函数调制序列，PH0为所述正向序列的平均初相位，A为所述电力信号的幅值，为所述正向序列初相位，β为所述反褶序列初相位，ω为所述电力信号的频率，n＝0,1,2,3,...,N-1，n为所述电力信号的序列离散数，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，N为所述正向序列长度，所述正向序列长度等于所述预设序列长度，PH1为所述第一相位，PH2为所述第二相位。
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