CN107104674A - 电参量计量过程中的噪声功率估计装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电参量计量过程中的噪声功率估计装置，包括波形处理模块、信号补偿模块及噪声功率估计模块；波形处理模块采样模拟信号，并将模拟信号转换为第一数字信号并输出至噪声功率估计模块；噪声功率估计模块将所述第一数字信号转换为第二数字信号并输出至信号补偿模块；信号补偿模块对第二数字信号中的信号分量进行同步跟踪和反相补偿，以生成第三数字信号并输出至噪声功率估计模块；噪声功率估计模块根据第三数字信号估计计量噪声的平均功率。本发明利用信号本身提取噪声中的关键分量，估计噪声平均功率，通过信号波形的自适应估计和补偿，降低噪声功率估计对信号强度的依赖，改进噪声功率估计的精度，改善小信号计量性能。

Description

电参量计量过程中的噪声功率估计装置

技术领域

本发明涉及一种电参量计量过程中的噪声功率估计装置，特别是涉及一种电参量计量过程中的自适应噪声功率估计装置。

背景技术

伴随电网智能化的快速发展和普及，处于智能电网终端电量计量也提出了越来越高的要求，除了不断增强的通信、信息处理和丰富应用能力，作为其基础功能，智能化对电参量计量的首要影响就是计量精度或性能的大幅提升，如在万分之一的信号动态范围内实现千分之一的计量精度已经成为现实，这也成为目前众多厂家竞相逐鹿的一个焦点。计量性能的提升是一个系统性工程，横跨模拟电路、数字电路设计和数据信息软处理。提高模拟采样电路的精度可从根源影响并提升电路的输出性能，但也会带来电路结构和设计的较大变化，如基于Sigma-Delta调制器模拟ADC(模数转换器)在传统电量计量电路中应用比较普遍，输出精度一般在16bit-19bit之间。而计量终端对成本较为敏感，数字信号处理实现成本较低，在模拟精度提升受限的情况下，将数字信号处理作为一种辅助的补偿方式，成为解决性能问题的关键途径。传统数字补偿多通过简单增益和偏置校正，未考虑信号噪声的随机性，其偏差和非线性在小信号计量时表现最为明显。通过数字滤波方式从信号本身自适应提取噪声的关键分量，可改善小信号计量性能，但存在信号跟踪范围受限的问题，且噪声估计精度与滤波器带宽设计之间存在一定矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电参量计量过程中噪声估计方法对信号适应能力不足的缺陷，提供一种电参量计量过程中的噪声功率估计装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种电参量计量过程中的噪声功率估计装置，其特点在于，包括波形处理模块、信号补偿模块及噪声功率估计模块；

所述波形处理模块用于采样模拟信号，并将所述模拟信号转换为第一数字信号并输出至所述噪声功率估计模块；

所述噪声功率估计模块用于将所述第一数字信号转换为第二数字信号并输出至所述信号补偿模块；

所述信号补偿模块用于对所述第二数字信号中的信号分量进行同步跟踪和反相补偿，以生成第三数字信号并输出至所述噪声功率估计模块；

所述噪声功率估计模块还用于根据所述第三数字信号估计计量噪声的平均功率。

较佳地，所述波形处理模块包括依次连接的增益放大器、模数转换器、高通滤波器及增益补偿器；

所述增益放大器用于将所述模拟信号缩放至所述模数转换器的线性工作区间，并输出至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述模拟信号转换为第一精度数字信号，并将所述第一精度数字信号转换为精度更高的第二精度数字信号后输出至所述高通滤波器；

所述高通滤波器用于滤除所述第二精度数字信号中的直流分量后输出至所述增益补偿器；

所述增益补偿器用于对所述第二精度数字信号进行全局增益校正，并生成所述第一数字信号。

较佳地，所述模拟信号包括模拟电流信号及模拟电压信号，所述第一数字信号包括第一数字电流信号及第一数字电压信号。

较佳地，所述噪声功率估计模块包括低通滤波器及信号抽取器；

所述低通滤波器用于滤除所述第一数字信号中的高频分量，以生成低通滤波信号并输出至所述信号抽取器；

所述信号抽取器用于按照一采样周期对所述低通滤波信号进行抽取，并将抽取后的信号作为所述第二数字信号。

较佳地，所述噪声功率估计模块还包括零相位陷波器、噪声计量乘法器、取直流滤波器及偏置补偿器；

所述零相位陷波器用于接收所述第三数字信号，并去除所述第三数字信号中的电流信号的工频信号分量，提取所述电流信号中的噪声分量并输出至所述噪声计量乘法器；

所述噪声计量乘法器用于对所述电流信号中的噪声分量与所述信号抽取器抽取的信号中的电压信号进行运算，以得到噪声瞬时功率值并输出至所述取直流滤波器；

所述取直流滤波器用于滤除所述噪声瞬时功率值中的高频波动分量，以生成噪声平均功率值并输出至所述偏置补偿器；

所述偏置补偿器用于调整所述噪声平均功率值中的直流分量，并将调整结果作为计量噪声的平均功率的最终估计值。

较佳地，所述低通滤波器的截止频率低于100Hz且高于50Hz。

较佳地，所述零相位陷波器包括依次连接的第一陷波滤波器、第一缓存器、第一顺序反转模块、第二陷波滤波器、第二缓存器以及第二顺序反转模块；

所述第一陷波滤波器为中心频率为50Hz的陷波器，所述第一缓存器用于对所述第一陷波器的输出信号进行分段缓存，所述第一顺序反转模块用于将所述第一缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述第二陷波滤波器；

所述第二陷波滤波器为与所述第一陷波滤波器相同的滤波器，所述第二缓存器用于对所述第二陷波滤波器的输出信号进行分段缓存，所述第二顺序反转模块用于将所述第二缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述噪声计量乘法器。

较佳地，所述信号补偿模块包括参考波形缓存器、过零点同步器、幅值估计模块、增益乘法器及反相补偿器；

所述参考波形缓存器用于缓存理想工频同步信号采样数据并输出至所述过零点同步器；

所述过零点同步器用于接收所述第二数字信号，对所述第二数字信号检测过零点，并根据过零点同步所述理想工频同步信号采样数据并输出至所述增益乘法器；

所述幅值估计模块用于对所述第二数字信号中的信号分量进行幅值估计并将幅值估计值输出至所述增益乘法器；

所述增益乘法器用于调整所述理想工频同步信号采样数据的增益，以将所述理想工频同步信号采样数据的增益设置为所述幅值估计值；

所述反相补偿器用于降低所述第二数字信号中包含的理想信号分量，并将剩余的信号分量作为所述第三数字信号输出至所述噪声功率估计模块。

较佳地，所述过零点同步器包括过零检测模块及数据同步模块；

所述过零检测模块用于接收所述第二数字信号，通过连续检测相邻采样点的符号判断过零点位置，并将过零点位置输出至所述数据同步模块；

所述数据同步模块用于接收所述理想工频同步信号采样数据，根据所述过零点位置，选取长度为工频周期的整数倍的理想工频同步信号采样数据，并输出至所述增益乘法器。

较佳地，所述幅值估计模块包括峰值检测模块及平均值计算模块；

所述峰值检测模块用于接收所述第二数字信号，并以工频为周期连续检测所述第二数字信号的波形峰值，并将检测出的峰值序列输出至所述平均值计算模块；

所述平均值计算模块用于接收所述峰值序列，并在所述峰值序列累加至一固定长度后，计算平均值并将计算结果作为所述第二数字信号中信号分量的幅值估计值并输出至所述增益乘法器。

本发明的积极进步效果在于：本发明基于计量噪声频谱特性，利用信号本身提取噪声中的关键分量，并用来估计噪声平均功率，通过信号波形的自适应估计和补偿，降低噪声功率估计对信号强度的依赖，改进噪声功率估计的精度，噪声功率估计具有自适应特征，利用本发明的噪声功率估计装置可以改善小信号计量性能。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的结构示意图。

图2为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的波形处理模块的结构示意图。

图3为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的信号补偿模块的结构示意图。

图4为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的信号补偿模块的过零点同步器的结构示意图。

图5为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的信号补偿模块的幅值估计模块的结构示意图。

图6为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的噪声功率估计模块的结构示意图。

图7为本发明的较佳实施例的电参量计量过程中的噪声功率估计装置的噪声功率估计模块的零相位陷波器的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-7所示，本发明的电参量计量过程中的噪声功率估计装置包括波形处理模块1、信号补偿模块2以及噪声功率估计模块3；

所述波形处理模块1用于采样模拟信号，并将所述模拟信号转换为第一数字信号并输出至所述噪声功率估计模块3；

所述噪声功率估计模块3用于将所述第一数字信号转换为第二数字信号并输出至所述信号补偿模块2；

所述信号补偿模块2用于对所述第二数字信号中的信号分量进行同步跟踪和反相补偿，以生成第三数字信号并输出至所述噪声功率估计模块3；

所述噪声功率估计模块3还用于根据所述第三数字信号估计计量噪声的平均功率。

其中，所述波形处理模块1可以分为电流信号通道和电压信号通道，分别接收模拟电流信号和模拟电压信号作为模拟信号输入(即所述模拟信号可具体包括模拟电流信号和模拟电压信号)，对应的，所述第一数字信号也包括第一数字电流信号和第一数字电压信号，电流信号通道和电压信号通道均包括依次连接的增益放大器11、模数转换器12、高通滤波器13及增益补偿器14；

所述增益放大器11用于将所述模拟信号缩放至所述模数转换器12的线性工作区间，并输出至所述模数转换器12；

所述模数转换器12用于将所述模拟信号转换为第一精度数字信号，并将所述第一精度数字信号转换为精度更高的第二精度数字信号后输出至所述高通滤波器13；

具体地，所述模数转换器12可以包括顺序连接的Sigma-Delta调制器和数字抽取滤波器，所述模拟信号会首先被输出至所述Sigma-Delta调制器，以转换为1bit低精度串行数字信号(即所述第一精度数字信号)，在本实施例中所述Sigma-Delta调制器的阶次选择二阶，并将转换后的第一精度数字信号输出至所述数字抽取滤波器，以生成精度更高的第二精度数字信号，本实施例中选择三阶SINC滤波器作为所述数字抽取滤波器，所述数字抽取滤波器会将所述第二精度数字信号输出至所述高通滤波器13。

所述高通滤波器13用于滤除所述第二精度数字信号中的直流分量后输出至所述增益补偿器14；本实施例中所述高通滤波器13的截止频率选择为1-2Hz，经过滤波，可以去除所述第二精度数字信号中的直流分量。

所述增益补偿器14用于对所述第二精度数字信号进行全局增益校正，并生成所述第一数字信号。

在本实施例中，所述波形处理模块1中的电流信号通道和电压信号通道各模块的参数设计均完全相同，以保证两个通道之间的对称性。

所述噪声功率估计模块3包括低通滤波器31、信号抽取器32、零相位陷波器33、噪声计量乘法器34、取直流滤波器35及偏置补偿器36；

所述噪声功率估计模块3与所述波形处理模块1及所述信号补偿模块2相互连接，接收来自所述波形处理模块1的第一数字电流信号和第一数字电压信号，并将第一数字电流信号转换为第二数字信号输出至信号补偿模块2，并接收来自信号补偿模块2的第三数字信号，进行噪声功率的估计。具体地，所述波形处理模块1生成的信号中噪声频谱分布在低于转角频率时主要由反比于频率的1/f(f表示频率)闪烁噪声构成，所述噪声功率估计模块利用这个特点，将低频噪声作为噪声中的关键分量加以提取，同时为避免工频谐波信号造成干扰，通过所述低通滤波器31限制接收到的第一数字电流信号中的高频分量，在本实施例中所述低通滤波器31的截止频率应当低于100Hz且高于工频50Hz，优选地，本实施例中设置为95Hz，并且将滤波后的信号输出至所述信号抽取器32进行数据降速处理。

所述低通滤波器31用于滤除所述第一数字信号(具体为第一数字电流信号)中的高频分量，以生成低通滤波信号并输出至所述信号抽取器32；

所述信号抽取器32用于按照一采样周期对所述低通滤波信号进行抽取，并将抽取后的电流信号作为所述第二数字信号。所述信号抽取器32对所述低通滤波信号每隔D(D为2的整数次幂)个采样点进行一次抽取(即所述信号抽取器为D倍抽取器)，优选地，抽取倍数D满足抽取后的速率大于工频50Hz的三倍。

所述零相位陷波器33用于接收来自信号补偿模块2的所述第三数字信号，并去除所述第三数字信号中的电流信号的工频信号分量，剩余的则作为噪声的关键分量，即所述噪声分量，为此，所述零相位陷波器33的中心频率设置为工频50Hz，为了减少工频附近噪声分量的丢失，所述零相位陷波器33的带宽设计应尽可能小，理想情况下趋近于0Hz，本实施例中带宽选择为0.05Hz；所述零相位陷波器33将提取所述电流信号中的噪声分量(即噪声的关键分量)并输出至所述噪声计量乘法器34；

由于第三数字信号经过理想工频同步信号反相补偿，其中残留的工频信号强度大幅减小，这使得小衰减增益陷波器设计成为可能，也避免了传统陷波器的设计依赖于输入信号所含工频分量强度的限制，低增益也使得工频附近的噪声分量衰减减小，进一步提高了噪声功率估计的精度；在小信号计量情况下，强度较大的工频电压信号与电流信号中处于工频附近的噪声信号相乘产生的噪声功率占比较大，普通陷波器的非线性相位特性会导致噪声功率估计产生显著失真，所述零相位陷波器33在去除工频分量同时保持噪声分量的相位关系不变，避免相位失真；所述零相位陷波器33输出作为第三数字电流信号中噪声关键分量的估计值至相连接的噪声计量乘法器34。

所述零相位陷波器33包括依次连接的第一陷波滤波器331、第一缓存器332、第一顺序反转模块333、第二陷波滤波器334、第二缓存器335以及第二顺序反转模块336；

所述第一陷波滤波器331为中心频率为工频50Hz的陷波器，优选地，3dB带宽趋近于0Hz，所述第一缓存器332用于对所述第一陷波滤波器331的输出信号进行分段缓存，优选地，缓存空间容量设置为工频周期采样点个数的整数倍，所述第一顺序反转模块333用于将所述第一缓存器332中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述第二陷波滤波器334；

所述第二陷波滤波器334为中心频率为工频50Hz的滤波器，所述第二陷波滤波器334与所述第一陷波滤波器331完全相同，所述第二缓存器335用于对所述第二陷波滤波器334的输出信号进行分段缓存，缓存空间的大小与所述第一缓存器332完全相同，所述第二顺序反转模块336用于将所述第二缓存器335中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述噪声计量乘法器34。

这样，所述噪声计量乘法器34连接的一个输入信号即为第一数字电流信号经过所述低通滤波器31、所述信号抽取器32的处理后生成的第二数字信号再经过所述信号补偿模块2的反相补偿后生成的第三数字信号(即第三数字电流信号)经过所述零相位陷波器33处理后所产生的电流信号中的噪声分量；所述噪声计量乘法器34连接的另一个输入信号为第一数字电压信号经过所述低通滤波器31和所述信号抽取器32后所产生的电压信号，其中，所述第一低通滤波器31用于限制输入的第一数字电压信号中的高频分量，其截止频率与处理第一数字电流信号的第一低通滤波器相同，所述信号抽取器32同样进行数据降速处理，其抽取倍数也与处理第一数字电流信号的信号抽取器相同；小信号计量时电流通道的工频信号很小，与电压通道噪声相乘产生的噪声功率占比较小，第一数字电压信号经过所述信号抽取器32的处理后不再经过零相位陷波器的处理而直接输出至所述噪声计量乘法器34，并与提取的第三数字电流信号中的噪声分量相乘得到噪声瞬时功率估计值。

所述噪声计量乘法器34用于对所述电流信号(即所述第三数字电流信号)中的噪声分量与所述信号抽取器抽取的信号中的电压信号进行运算，以得到噪声瞬时功率值并输出至所述取直流滤波器35；

所述取直流滤波器35用于滤除所述噪声瞬时功率值中的高频波动分量，以生成噪声平均功率值并输出至所述偏置补偿器36；所述取直流滤波器35优选为一低通滤波器，优选地，本实施例中所述取直流滤波器35的截止频率选择为1-2Hz。

所述偏置补偿器36用于调整所述噪声平均功率值中的直流分量，并将调整结果作为计量噪声的平均功率的最终估计值并输出。

所述信号补偿模块2用于接收所述噪声功率估计模块3输出的第二数字信号(电流信号)，利用信号拟合的方法同步跟踪、反相补偿第二数字信号中包含的工频信号，降低工频信号的含量，并将补偿结果作为第三数字信号(电流信号)反馈输出至所述噪声功率估计模块3。所述信号补偿模块2包括参考波形缓存器21、过零点同步器22、幅值估计模块23、增益乘法器24及反相补偿器25；

其中，所述参考波形缓存器21用于缓存理想工频同步信号采样数据并输出至所述过零点同步器22；在本实施例中将幅值为单位幅值1、频率为工频50Hz、初始相位为0的理想正弦波，按照所述噪声功率估计模块3中的信号抽取器输出的采样率采样后的数据，截取整数周期后，作为参考波形预先存储至所述参考波形缓存器21，本实施例中截取周期个数选择为3个周期为例，并将缓存数据输出至所述过零点同步器22；

所述过零点同步器用于接收所述第二数字信号，对所述第二数字信号检测过零点，并根据过零点同步所述理想工频同步信号采样数据并输出至所述增益乘法器24；

具体地，所述过零点同步器22包括过零检测模块221及数据同步模块222；

所述过零检测模块221用于接收所述第二数字信号，通过连续检测相邻采样点的符号判断过零点位置，过零方向可选择正向过零或反向过零，本实施例选择相邻3个采样数据、正向过零的判断规则，为了提高检测的准确性可以增加检测数据点个数，过零信息(包括过零点位置)被输出至所述数据同步模块222，用于同步来自参考波形缓存器21的理想波形的相位关系；

所述数据同步模块222用于接收所述理想工频同步信号采样数据，根据所述过零点位置，选取长度为工频周期的整数倍的理想工频同步信号采样数据，并输出至所述增益乘法器24。

其中，所述数据同步模块222根据过零信息动态选择理想波形数据输出的起止位置，由有限长度的理想波形采样数据生成连续传输的理想波形采样数据，并输出至所述增益乘法器24。

所述幅值估计模块23用于对所述第二数字信号中的信号分量进行幅值估计并将幅值估计值输出至所述增益乘法器；

具体地，所述幅值估计模块23包括峰值检测模块231及平均值计算模块232；

所述峰值检测模块231用于接收所述第二数字信号，并以工频为周期连续检测所述第二数字信号的波形峰值，并将检测出的峰值序列输出至所述平均值计算模块232；在本实施例中，所述峰值检测模块231接收来自所述噪声功率估计模块3输出的第二数字信号，以工频50Hz作为周期，连续检测每个周期中的信号峰值，并将检测出的峰值序列输出至所述平均值计算模块232；

所述平均值计算模块232用于接收所述峰值序列，并在所述峰值序列累加至一固定长度后(即累加到一定的峰值数量后)，计算峰值平均值并将计算结果作为所述第二数字信号中信号分量的幅值估计值并输出至所述增益乘法器24。在峰值点数足够多的情况下，将得到相对稳定和精确的幅值估计，本实施例中选择峰值点数20个为例。

所述增益乘法器24用于调整所述理想工频同步信号采样数据的增益，以将所述理想工频同步信号采样数据的增益设置为所述幅值估计值；

所述增益乘法器24根据幅值估计提供的增益信息通过乘法运算调整理想波形采样数据幅值，生成理想的工频跟踪信号，并输出至所述反相补偿器25。

所述反相补偿器25用于降低所述第二数字信号中包含的理想信号分量，并将剩余的信号分量作为所述第三数字信号输出至所述噪声功率估计模块3。其中，所述反相补偿器25包含一减法器，利用理想的工频跟踪信号作为减数来降低来自所述噪声功率估计模块3的第二数字信号的工频分量的含量，并将计算结果作为第三数字信号输出至所述噪声功率估计模块3。

理想情况下，信号补偿模块2提供的跟踪信号精确跟踪第二数字信号中的工频分量，第三数字信号中将仅包含噪声分量，信号补偿结果相当于带宽为0Hz的理想工频陷波器，实际由于存在信号跟踪误差，第三数字信号中将残余少量的工频信号分量，在反馈至噪声功率估计模块3后可通过零相位陷波器滤除，由于残留工频分量幅值较小，设计小衰减增益陷波器成为可能，小增益也使得工频附近的噪声分量衰减减小，进一步提高噪声功率估计的精度，同时，工频信号分量的自适应跟踪和反相补偿，也避免了传统陷波器的设计依赖于输入信号所含工频分量强度的限制。

综上所述，利用本发明提供的电参量计量过程中自适应噪声功率估计装置，通过工频信号分量的自适应跟踪和反相补偿，可实现噪声中的关键分量提取和噪声功率的自适应估计，避免噪声功率估计对信号强度的依赖，改进噪声功率估计的精度。利用本发明的所述噪声功率估计装置可以改善小信号计量性能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电参量计量过程中的噪声功率估计装置，其特征在于，包括波形处理模块、信号补偿模块及噪声功率估计模块；

所述波形处理模块用于采样模拟信号，并将所述模拟信号转换为第一数字信号并输出至所述噪声功率估计模块；

所述噪声功率估计模块用于将所述第一数字信号转换为第二数字信号并输出至所述信号补偿模块；

所述信号补偿模块用于对所述第二数字信号中的信号分量进行同步跟踪和反相补偿，以生成第三数字信号并输出至所述噪声功率估计模块；

所述噪声功率估计模块还用于根据所述第三数字信号估计计量噪声的平均功率。

2.如权利要求1所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述波形处理模块包括依次连接的增益放大器、模数转换器、高通滤波器及增益补偿器；

所述增益放大器用于将所述模拟信号缩放至所述模数转换器的线性工作区间，并输出至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述模拟信号转换为第一精度数字信号，并将所述第一精度数字信号转换为精度更高的第二精度数字信号后输出至所述高通滤波器；

所述高通滤波器用于滤除所述第二精度数字信号中的直流分量后输出至所述增益补偿器；

所述增益补偿器用于对所述第二精度数字信号进行全局增益校正，并生成所述第一数字信号。

3.如权利要求1所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述模拟信号包括模拟电流信号及模拟电压信号，所述第一数字信号包括第一数字电流信号及第一数字电压信号。

4.如权利要求1所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述噪声功率估计模块包括低通滤波器及信号抽取器；

所述低通滤波器用于滤除所述第一数字信号中的高频分量，以生成低通滤波信号并输出至所述信号抽取器；

所述信号抽取器用于按照一采样周期对所述低通滤波信号进行抽取，并将抽取后的信号作为所述第二数字信号。

5.如权利要求4所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述噪声功率估计模块还包括零相位陷波器、噪声计量乘法器、取直流滤波器及偏置补偿器；

所述零相位陷波器用于接收所述第三数字信号，并去除所述第三数字信号中的电流信号的工频信号分量，提取所述电流信号中的噪声分量并输出至所述噪声计量乘法器；

所述噪声计量乘法器用于对所述电流信号中的噪声分量与所述信号抽取器抽取的信号中的电压信号进行运算，以得到噪声瞬时功率值并输出至所述取直流滤波器；

所述取直流滤波器用于滤除所述噪声瞬时功率值中的高频波动分量，以生成噪声平均功率值并输出至所述偏置补偿器；

所述偏置补偿器用于调整所述噪声平均功率值中的直流分量，并将调整结果作为计量噪声的平均功率的最终估计值。

6.如权利要求4所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述低通滤波器的截止频率低于100Hz且高于50Hz。

7.如权利要求5所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述零相位陷波器包括依次连接的第一陷波滤波器、第一缓存器、第一顺序反转模块、第二陷波滤波器、第二缓存器以及第二顺序反转模块；

所述第一陷波滤波器为中心频率为50Hz的陷波器，所述第一缓存器用于对所述第一陷波器的输出信号进行分段缓存，所述第一顺序反转模块用于将所述第一缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述第二陷波滤波器；

所述第二陷波滤波器为与所述第一陷波滤波器相同的滤波器，所述第二缓存器用于对所述第二陷波滤波器的输出信号进行分段缓存，所述第二顺序反转模块用于将所述第二缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述噪声计量乘法器。

8.如权利要求1所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述信号补偿模块包括参考波形缓存器、过零点同步器、幅值估计模块、增益乘法器及反相补偿器；

所述参考波形缓存器用于缓存理想工频同步信号采样数据并输出至所述过零点同步器；

所述过零点同步器用于接收所述第二数字信号，对所述第二数字信号检测过零点，并根据过零点同步所述理想工频同步信号采样数据并输出至所述增益乘法器；

所述幅值估计模块用于对所述第二数字信号中的信号分量进行幅值估计并将幅值估计值输出至所述增益乘法器；

所述增益乘法器用于调整所述理想工频同步信号采样数据的增益，以将所述理想工频同步信号采样数据的增益设置为所述幅值估计值；

所述反相补偿器用于降低所述第二数字信号中包含的理想信号分量，并将剩余的信号分量作为所述第三数字信号输出至所述噪声功率估计模块。

9.如权利要求8所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述过零点同步器包括过零检测模块及数据同步模块；

所述过零检测模块用于接收所述第二数字信号，通过连续检测相邻采样点的符号判断过零点位置，并将过零点位置输出至所述数据同步模块；

所述数据同步模块用于接收所述理想工频同步信号采样数据，根据所述过零点位置，选取长度为工频周期的整数倍的理想工频同步信号采样数据，并输出至所述增益乘法器。

10.如权利要求8所述的噪声功率估计装置，其特征在于，所述幅值估计模块包括峰值检测模块及平均值计算模块；

所述峰值检测模块用于接收所述第二数字信号，并以工频为周期连续检测所述第二数字信号的波形峰值，并将检测出的峰值序列输出至所述平均值计算模块；

所述平均值计算模块用于接收所述峰值序列，并在所述峰值序列累加至一固定长度后，计算平均值并将计算结果作为所述第二数字信号中信号分量的幅值估计值并输出至所述增益乘法器。