CN105158560B - 从电力信号中提取正交基准信号序列的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法和系统，所述方法包括：获得初步序列长度、初步序列；根据初步序列获得参考频率，进一步获得单位周期序列长度、预设序列长度；从初步序列中获得第一正向、反褶序列；将参考频率余、正弦函数与第一正向序列相乘，再与第一反褶序列相乘，进行向量积分、向量积分值转换、相位转换、相位比较，获得第二正向、反褶序列，进行电力信号正交调制，将参考频率余、正弦函数与第二正向序列相乘，再与第二反褶序列相乘，进行数字陷波、积分运算、向量积分值转换、相位转换，获得第二正向序列平均初相位，提取正交基准信号序列。本发明获得正交基准信号序列，提高正弦参数计算的准确度和抗干扰性。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种从电力信号中提取正交基准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，本发明提出了一种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法和系统，获得正交基准信号序列，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：
一种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，包括以下步骤：
根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
根据所述初步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序列；
对所述初步序列进行频率初测，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；
根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
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第一正向序列相乘，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第一反褶序列相乘，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积分计算，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积分计算，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一，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一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；
将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位；
根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；
根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
一种从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，包括：
初步序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
初步序列模块，用于根据所述初步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序列；
频率初测模块，用于对所述初步序列进行频率初测，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，用于根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
第一正向序列模块，用于根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
第一反褶序列模块，用于将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
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第一正向序列相乘，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第一反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量积分值生成模块，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积分计算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量积分值生成模块，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积分计算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块一，用于根据预设的相位转换规则一，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；
相位检测模块一，用于根据预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；
相位比较差值模块，用于将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
预设序列起始点模块，用于根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
第二正向序列模块，用于根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
第二反褶序列模块，用于将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
余弦函数调制序列模块，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
第三向量序列生成模块，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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
第四向量序列生成模块，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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
第三向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
第三向量积分值生成模块，用于分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
第四向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
第四向量积分值生成模块，用于分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
相位模块二，用于根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位；
相位检测模块二，用于根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；
正交基准信号序列模块，用于根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明从电力信号中提取正交基准信号序列的方法和系统，获得初步序列长度，并对电力信号进行初步采样，获得初步序列；对初步序列进行频率初测，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；从初步序列中获得第一正向序列，进一步获得第一反褶序列；分别将参考频率的余弦函数和正弦函数与第一正向序列相乘，再分别与第一反褶序列相乘，进行向量积分、向量积分值转换、相位转换、相位比较，获得新的预设序列起始点，从初步序列中获得第二正向序列，进一步获得第二反褶序列，进行电力信号正交调制，分别将参考频率的余弦函数和正弦函数与第二正向序列相乘，再分别与第二反褶序列相乘，进行数字陷波、积分运算、向量积分值转换、相位转换，获得第二正向序列的平均初相位，分别将余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，提取正交基准信号序列。获得互为正交的零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列，正交基准信号序列在正弦参数的计算和电力科学实验研究中有重要的用途，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
附图说明
图1为一个实施例中从电力信号中提取正交基准信号序列的方法流程图；
图2为一个实施例中第一正向序列和第一反褶序列示意图；
图3为一个实施例中从电力信号中提取正交基准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。
一个实施例中从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，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、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
步骤S102：根据所述初步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序列；
步骤S103：对所述初步序列进行频率初测，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：根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
步骤S106：根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
步骤S107：将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
步骤S108：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第一正向序列相乘，生成第一实频向量序列和第一虚频向量序列；
步骤S109：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第一反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
步骤S110：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积分计算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
步骤S111：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积分计算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
步骤S112：根据预设的相位转换规则一，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S113：根据预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；
步骤S114：将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
步骤S115：根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
步骤S116：根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
步骤S117：将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
步骤S118：将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
步骤S119：将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
步骤S120：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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
步骤S121：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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
步骤S122：分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
步骤S123：分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
步骤S124：分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
步骤S125：分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
步骤S126：根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位；
步骤S127：根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；
步骤S128：根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
从以上描述可知，本发明获得的正交基准信号序列在正弦参数的计算和电力科学实验研究中有重要的用途，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、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
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初设整数信号周期数C2π-start，优选地，取C2π-start为整数13。
在一个实施例中，获得所述初步序列长度为式(1)：
式中，Nstart为所述初步序列长度，单位无量纲；INT表示取整数；C2π-start为所述初设整数信号周期数，单位无量纲；fmin为所述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序列为式(2)：
其中，Xstart(n)为初步序列；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；为信号(初步序列)初相位，单位rad；Nstart为初步序列长度，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，根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
在一个实施例中，将所述初设整数信号周期数减1获得预设整数信号周期数，根据预设整数信号周期数和所述单位周期序列长度，获得预设序列长度，要求预设序列长度为奇数，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，获得所述预设序列长度为式(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；C2π-start为所述初设整数信号周期数，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，根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列，在一个实施例中，预设序列起始点值为所述单位周期序列长度的0.5倍；
在一个实施例中，获得所述第一正向序列为式(7)：
其中，X1(n)为第一正向序列；Xstart(n)为初步序列；Nset为无量纲单位的预设序列起始点，初值为0.5N2π；INT为取整数；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；为第一正向序列初相位，单位rad；N所述预设序列长度；Nstart为初步序列长度，单位无量纲。
所述第一正向序列的图形表达，如图2所示。
对于步骤S107，将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
在一个实施例中，获得第一反褶序列为式(8)：
式中，X-1(-n)为第一反褶序列；β1为第一反褶序列初相位，单位rad。关系上，第一反褶序列初相位是第一正向序列的截止相位；N为所述预设序列长度。
所述第一反褶序列的图形表达，如图2所示。
对于步骤S108，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第一正向序列相乘，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(9)：
式中，R1(n)为第一实频向量序列；I1(n)为第一虚频向量序列；Ω为rad/s单位的信号频率与参考频率的频差；N为所述预设序列长度。
对于步骤S109，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第一反褶序列相乘，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(10)：
式中，R2(n)为第二实频向量序列；I2(n)为第二虚频向量序列；Ω为rad/s单位的信号频率与参考频率的频差；N所述预设序列长度。
对于步骤S110，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积分计算，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，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值，为式(11)：
其中，R1为第一实频向量积分值；I1为第一虚频向量积分值。
对于步骤S111，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积分计算，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，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值，为式(12)：
其中，R2为第二实频向量积分值；I2为第二虚频向量积分值。
对于步骤S112，根据预设的相位转换规则一，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(13)-(14)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一，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S113，根据预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；
在一个实施例中，可通过以下公式(15)将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位：
其中，PH01为第一正向序列的平均初相位，单位rad；PH1为rad单位的第一相位；PH2为rad单位的第二相位。
所述平均初相位为所述第一正向序列初相位与所述第一反褶序列初相位的平均值。
对于步骤S114，将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
在一个实施例中，可通过以下公式(16)进行相位比较：
式中ΔPH±π/4为相位比较差值，单位rad；
对于步骤S115，根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
在一个实施例中，可通过以下公式(17)计算新的预设序列起始点：
式中Nnew为新预设序列起始点，单位无量纲；Nset为无量纲单位的预设序列起始点；N2π为无量纲单位的单位周期序列长度；INT为取整数。
新的预设序列起始点可以将所述第二正向序列初相位与所述第二反褶序列初相位的平均值控制在±π/4左右，目的是保证所述余弦函数调制序列和所述正弦函数调制序列的绝对幅值基本相同。
对于步骤S116，根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
在一个实施例中，获得所述第二正向序列为式(18)：
其中，X2(n)为第二正向序列；Xstart(n)为初步序列；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为无量纲单位的序列离散数；Nnew为(无量纲单位)新的预设序列起始点；为初步序列初相位，单位rad；为第二正向序列初相位，单位rad；N为无量纲单位的预设序列长度；Nstart为无量纲单位的初步序列长度。
对于步骤S117，将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
在一个实施例中，获得所述第二反褶向序列为式(19)：
式中，X-2(-n)为第二反褶序列；β2为第二反褶序列初相位，单位rad；n为无量纲单位的序列离散数。关系上，第二反褶序列初相位是第二正向序列的截止相位；N为所述预设序列长度。
对于步骤S118，将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
在一个实施例中，将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加获得余弦函数调制序列，为式(20)：
式中，Xcos(m)为余弦函数调制序列；Acos余弦函数调制序列幅值(可为负值)，单位v；为余弦函数调制序列初相位，单位rad；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S119，将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
在一个实施例中，将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减获得余弦函数调制序列，为式(21)：
式中，Xsin(n)为正弦函数调制序列；Asin为正弦函数调制序列幅值(可为负值)，单位v；为正弦函数调制序列初相位，单位rad；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
所述正弦函数调制序列与所述余弦函数调制序列互为正交，正弦函数调制序列与余弦函数调制序列的绝对幅值基本一致。
对于步骤S120，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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(22)：
式中，R3(n)为第三实频向量序列；I3(n)为第三虚频向量序列；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S121，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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
在不考虑所述混频干扰频率成分时，得到混频序列为式(23)：
式中，R4(n)为第四实频向量序列；I4(n)为第四虚频向量序列；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S122，分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
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(24)：
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，所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量西安波序列为(25)：
其中，RD3(n)为所述第三实频向量陷波序列；ID3(n)为所述第三虚频向量陷波序列；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；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S123，分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
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1.5倍；
在一个实施例中，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值，为式(26)：
其中，R3为第三实频向量积分值；I3为第三虚频向量积分值。L3为积分计算长度3，单位无量纲，L3为信号周期序列长度的1.5倍；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S124，分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
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，所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列为式(27)：
其中，RD4(n)为所述第四实频向量陷波序列；ID4(n)为所述第四虚频向量陷波序列；K(Ω)为数字滤波在频差Ω的无量纲增益；α(Ω)为数字滤波在频差Ω的移相，单位rad；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S125，分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
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1.5倍；
在一个实施例中，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值，为式(28)：
其中，R4为第四实频向量积分值；I4为第二虚频向量积分值。L4为积分计算长度2，单位无量纲，L4为信号周期序列长度的1.5倍；n为无量纲单位的序列离散数；N所述预设序列长度。
对于步骤S126，根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位；
在一个实施例中，可通过以下公式(29)-(30)将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位：
其中，PH3为第三相位，单位rad；R3为第三实频向量积分值；I3为第三虚频向量积分值，PH4为第二相位，单位rad；R4为第四实频向量积分值；I4为第四虚频向量积分值。
在一个实施例中，根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位的步骤包括：
获取所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的第三比值和所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的第四比值；
获取所述第三比值的反正切函数值的相反数，生成所述第三相位，获取所述第四比值的反正切函数值的相反数，生成所述第四相位。
对于步骤S127，根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；
在一个实施例中，可通过以下公式(31)将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位：
其中，PH02为第二正向序列的平均初相位，单位rad；PH3为第三相位，单位rad；PH4为第四相位，单位rad。
所述第二正向序列的平均初相位为所述第二正向序列初相位与所述第二反褶序列初相位的平均值。
对于步骤S128，根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列；
所述正交基准信号序列包括零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列；
在一个实施例中，可通过以下公式(32)，将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值：
式中，Xcos-out(n)为零初相位余弦基准输出信号序列，Xsin-out(n)为零初相位正弦基准输出信号序列，所述零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列互为正交，正交基准信号序列在正弦参数的计算和电力科学实验研究中有重要的用途，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
一个实施例中从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，如图3所示，包括：
初步序列长度模块301，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
初步序列模块302，用于根据所述初步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序列；
频率初测模块303，用于对所述初步序列进行频率初测，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，用于根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
第一正向序列模块306，用于根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
第一反褶序列模块307，用于将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
第一向量序列生成模块308，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第一正向序列相乘，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309，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第一反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量积分值生成模块310，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积分计算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量积分值生成模块311，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积分计算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块一312，用于根据预设的相位转换规则一，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；
相位检测模块一313，用于根据预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；
相位比较差值模块314，用于将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
预设序列起始点模块315，用于根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
第二正向序列模块316，用于根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
第二反褶序列模块317，用于将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
余弦函数调制序列模块318，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块319，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
第三向量序列生成模块320，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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
第四向量序列生成模块321，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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
第三向量陷波序列生成模块322，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
第三向量积分值生成模块323，用于分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
第四向量陷波序列生成模块324，用于分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
第四向量积分值生成模块325，用于分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
相位模块二326，用于根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位；
相位检测模块二327，用于根据预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；
正交基准信号序列模块328，用于根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
从以上描述可知，本发明获得的正交基准信号序列在正弦参数的计算和电力科学实验研究中有重要的用途，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
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，当N≤Nstart时，所述第一正向序列模块根据表达式获得所述第一正向序列X1(n)，其中N为所述预设序列长度，Nstart为所述初步序列长度，Xstart(n)为所述初步序列，Nset为所述预设序列起始点，n为所述电力信号的序列离散数，n＝0,1,2,3,...,N-1，A为所述电力信号的幅值，ω为所述电力信号的频率， 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。所述第一正向序列的图形表达，如图2所示。
在一个实施例中，所述预设序列起始点模块根据表达式获得所述新的预设序列起始点Nnew，其中Nset为所述预设序列起始点，INT表示取整数，ΔPH±π/4为所述相位比较差值，N2π为所述单位周期序列长度。
新预设序列起始点可以将所述第二正向序列初相位与所述第二反褶序列初相位的平均值控制在±π/4左右，目的是保证所述余弦函数调制序列和所述正弦函数调制序列的绝对幅值基本相同。
在一个实施例中，所述相位模块二获取所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的第三比值和所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的第四比值；获取所述第三比值的反正切函数值的相反数，生成所述第三相位，获取所述第四比值的反正切函数值的相反数，生成所述第四相位。
可通过以下公式将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位：
其中，PH3为第三相位，单位rad；R3为第三实频向量积分值；I3为第三虚频向量积分值，PH4为第二相位，单位rad；R4为第四实频向量积分值；I4为第四虚频向量积分值。
在一个实施例中，所述正交基准信号序列包括零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列，所述正交基准信号序列模块根据表达式获得所述零初相位余弦基准输出信号序列Xcos-out(n)，根据表达式获得所述零初相位正弦基准输出信号序列Xsin-out(n)，其中 Xcos(n)为所述余弦函数调制序列，Xsin(n)为所述正弦函数调制序列，PH02为所述第二正向序列的平均初相位，A为所述电力信号的幅值，为所述第二正向序列初相位，β2为所述第二反褶序列初相位，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，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，N为所述预设序列长度，PH3为所述第三相位，PH4为所述第四相位。
所述零初相位余弦基准输出信号和零初相位正弦基准输出信号序列互为正交，正交基准信号序列在正弦参数的计算和电力科学实验研究中有重要的用途，提高正弦参数计算的准确度和抗谐波、噪声干扰性。
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 (10)
1.一种从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
根据所述初步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序列；
对所述初步序列进行频率初测，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；
根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
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第一正向序列相乘，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第一反褶序列相乘，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积分计算，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积分计算，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一，第一相位为所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的比值的反正切函数值；第二相位为所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的比值的反正切函数值；
预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；所述预设的序列平均初相位转换规则一为：其中，PH01为第一正向序列的平均初相位，单位rad；PH1为所述第一相位，单位rad；PH2为所述第二相位，单位rad；
将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
根据预设的相位转换规则二，第三相位为所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的比值的反正切函数值；第四相位为所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的比值的反正切函数值；
预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；所述预设的序列平均初相位转换规则二为：其中，PH02为所述第二正向序列的平均初相位，单位rad；PH3为所述第三相位，单位rad；PH4为所述第四相位，单位rad；
根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
2.根据权利要求1所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，其特征在于，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，当N≤Nstart时，根据表达式获得所述第一正向序列X1(n)，其中N为所述预设序列长度，Nstart为所述初步序列长度，Xstart(n)为所述初步序列，Nset为所述预设序列起始点，n为所述电力信号的序列离散数，n＝0,1,2,3,...,N-1，A为所述电力信号的幅值，ω为所述电力信号的频率， 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。
3.根据权利要求1所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，其特征在于，根据表达式获得所述新的预设序列起始点Nnew，其中Nset为所述预设序列起始点，INT表示取整数，ΔPH±π/4为所述相位比较差值，N2π为所述单位周期序列长度。
4.根据权利要求2所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，其特征在于，根据预设的相位转换规则二，将所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值转换为第三相位，将所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值转换为第四相位的步骤包括：
获取所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的第三比值和所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的第四比值；
获取所述第三比值的反正切函数值的相反数，生成所述第三相位，获取所述第四比值的反正切函数值的相反数，生成所述第四相位。
5.根据权利要求2所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的方法，其特征在于，所述正交基准信号序列包括零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列，根据表达式获得所述零初相位余弦基准输出信号序列Xcos-out(n)，根据表达式获得所述零初相位正弦基准输出信号序列Xsin-out(n)，其中 Xcos(n)为所述余弦函数调制序列，Xsin(n)为所述正弦函数调制序列，PH02为所述第二正向序列的平均初相位，A为所述电力信号的幅值，为所述第二正向序列初相位，β2为所述第二反褶序列初相位，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，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，N为所述预设序列长度，PH3为所述第三相位，PH4为所述第四相位。
6.一种从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，其特征在于，包括：
初步序列长度模块，用于根据电力信号频率范围的下限、预设采样频率和初设整数信号周期数，获得所述电力信号的初步序列长度，所述初设整数信号周期数为奇数；
初步序列模块，用于根据所述初步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序列；
频率初测模块，用于对所述初步序列进行频率初测，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，用于根据所述初设整数信号周期数得到所述电力信号的预设整数信号周期数，并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，所述预设序列长度为奇数；
第一正向序列模块，用于根据预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第一正向序列；
第一反褶序列模块，用于将所述第一正向序列反向输出，获得与所述第一正向序列对应的第一反褶序列；
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第一正向序列相乘，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第一反褶序列相乘，生成第二实频向量序列和第二虚频向量序列；
第一向量积分值生成模块，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积分计算，生成第一实频向量积分值和第一虚频向量积分值；
第二向量积分值生成模块，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积分计算，生成第二实频向量积分值和第二虚频向量积分值；
相位模块一，用于根据预设的相位转换规则一，第一相位为所述第一虚频向量积分值与所述第一实频向量积分值的比值的反正切函数值；第二相位为所述第二虚频向量积分值与所述第二实频向量积分值的比值的反正切函数值；
相位检测模块一，用于预设的序列平均初相位转换规则一，将所述第一相位和所述第二相位转换为所述第一正向序列的平均初相位；所述预设的序列平均初相位转换规则一为：其中，PH01为所述第一正向序列的平均初相位，单位rad；PH1为所述第一相位，单位rad；PH2为所述第二相位，单位rad；
相位比较差值模块，用于将所述第一正向序列的平均初相位与±π/4相位进行比较，获得与所述±π/4相位比较的相位比较差值；
预设序列起始点模块，用于根据所述相位比较差值、所述预设序列起始点和所述单位周期序列长度，获得新的预设序列起始点；
第二正向序列模块，用于根据所述新的预设序列起始点和所述预设序列长度，从所述初步序列中获得所述电力信号的第二正向序列；
第二反褶序列模块，用于将所述第二正向序列反向输出，获得与所述第二正向序列对应的第二反褶序列；
余弦函数调制序列模块，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相加，获得所述电力信号的余弦函数调制序列；
正弦函数调制序列模块，用于将所述第二正向序列和所述第二反褶序列相减，获得所述电力信号的正弦函数调制序列；
第三向量序列生成模块，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第二正向序列相乘，生成第三实频向量序列和第三虚频向量序列；
第四向量序列生成模块，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第二反褶序列相乘，生成第四实频向量序列和第四虚频向量序列；
第三向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第三实频向量序列和所述第三虚频向量序列进行数字陷波，生成第三实频向量陷波序列和第三虚频向量陷波序列；
第三向量积分值生成模块，用于分别对所述第三实频向量陷波序列和所述第三虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第三实频向量积分值和第三虚频向量积分值；
第四向量陷波序列生成模块，用于分别对所述第四实频向量序列和所述第四虚频向量序列进行数字陷波，生成第四实频向量陷波序列和第四虚频向量陷波序列；
第四向量积分值生成模块，用于分别对所述第四实频向量陷波序列和所述第四虚频向量陷波序列进行积分运算，生成第四实频向量积分值和第四虚频向量积分值；
相位模块二，用于根据预设的相位转换规则二，第三相位为所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的比值的反正切函数值；第四相位为所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的比值的反正切函数值；
相位检测模块二，用于预设的序列平均初相位转换规则二，将所述第三相位和所述第四相位转换为所述第二正向序列的平均初相位；所述预设的序列平均初相位转换规则二为：其中，PH02为所述第二正向序列的平均初相位，单位rad；PH3为所述第三相位，单位rad；PH4为所述第四相位，单位rad；
正交基准信号序列模块，用于根据所述第二正向序列的平均初相位，分别将所述余弦函数调制序列和正弦函数调制序列的幅值恢复为所述电力信号的幅值，并且从序列中心点输出，获得所述电力信号的正交基准信号序列。
7.根据权利要求6所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，其特征在于，所述电力信号为单基波频率的余弦函数信号，当N≤Nstart时，所述第一正向序列模块根据表达式获得所述第一正向序列X1(n)，其中N为所述预设序列长度，Nstart为所述初步序列长度，Xstart(n)为所述初步序列，Nset为所述预设序列起始点，n为所述电力信号的序列离散数，n＝0,1,2,3,...,N-1，A为所述电力信号的幅值，ω为所述电力信号的频率， 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。
8.根据权利要求6所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，其特征在于，所述预设序列起始点模块根据表达式获得所述新的预设序列起始点Nnew，其中Nset为所述预设序列起始点，INT表示取整数，ΔPH±π/4为所述相位比较差值，N2π为所述单位周期序列长度。
9.根据权利要求7所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，其特征在于，所述相位模块二获取所述第三虚频向量积分值与所述第三实频向量积分值的第三比值和所述第四虚频向量积分值与所述第四实频向量积分值的第四比值；获取所述第三比值的反正切函数值的相反数，生成所述第三相位，获取所述第四比值的反正切函数值的相反数，生成所述第四相位。
10.根据权利要求7所述的从电力信号中提取正交基准信号序列的系统，其特征在于，所述正交基准信号序列包括零初相位余弦基准输出信号序列和零初相位正弦基准输出信号序列，所述正交基准信号序列模块根据表达式获得所述零初相位余弦基准输出信号序列Xcos-out(n)，根据表达式获得所述零初相位正弦基准输出信号序列Xsin-out(n)，其中 Xcos(n)为所述余弦函数调制序列，Xsin(n)为所述正弦函数调制序列，PH02为所述第二正向序列的平均初相位，A为所述电力信号的幅值，为所述第二正向序列初相位，β2为所述第二反褶序列初相位，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，Tn为采样间隔，fn为所述预设采样频率，N为所述预设序列长度，PH3为所述第三相位，PH4为所述第四相位。
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