CN113075454B - 相位跟踪方法和装置 - Google Patents

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CN113075454B CN202110280391.7A CN202110280391A CN113075454B CN 113075454 B CN113075454 B CN 113075454B CN 202110280391 A CN202110280391 A CN 202110280391A CN 113075454 B CN113075454 B CN 113075454B
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Abstract

本公开提供一种相位跟踪方法和装置。所述方法包括：按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；基于所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；基于预设的第一过零参考值和连续过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；基于所确定的过零点，跟踪所述电气信号的相位。

Description

相位跟踪方法和装置
技术领域
本公开的实施例涉及电力系统智能设备及控制技术，尤其涉及一种电网的电气信号的相位跟踪方法。
背景技术
在电网的智能控制系统中，对于电网的电能质量的控制要求越来越高，由于电网的电气信号中谐波，频率相位和幅值的闪变交织存在，因此在电网控制系统的调节过程中，对相位跟踪的不准确，会损坏电网以及设备。
基于此，需要一种能够在电气信号中谐波、幅值相位突变交织存在的情况下，快速、准确地跟踪电气信号相位的方法。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提出一种相位跟踪方法和装置。
基于上述目的，本公开提供了相位跟踪方法，包括：
按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；
基于所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；
以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；
基于预设的第一过零参考值和连续过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；
基于所确定的过零点，跟踪所述电气信号的相位。
基于同一发明构思，本公开还提供了一种相位跟踪装置，包括：
测量元件，用于按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；
处理器，用于：基于所述测量原件获得的所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；基于预设的第一过零参考值和过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；基于所确定的过零点，跟踪所述电气信号的相位。
从上面所述可以看出，本公开提供的相位跟踪方法和装置，基于电网中电气信号的测量，综合考虑了复杂工况下针对谐波、幅值相位突变交织的情形，来进行相位的跟踪，并过滤了高低频次的谐波，从而实现对电气信号相位的精准跟踪。
附图说明
为了更清楚地说明本公开或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的相位跟踪方法的流程图；
图2为本公开实施例的相位跟踪装置的结构示意图；
图3为本公开实施例的相位跟踪装置的结构示意图；
图4为本公开实施例的相位跟踪装置的结构示意图；
图5为本公开实施例的窄带滤波的幅频响应曲线图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本公开的实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开的实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
如背景技术部分所述，现有的相位跟踪方法还难以满足电网中电气信号相位精准追踪的需要。
申请人在实现本公开的过程中发现，现有的相位追踪方法存在的主要问题在于：电网中的电气信号存在高频和低频的谐波，并且相位与幅值的突变经常交织存在，导致了利用现有方式对电气信号相位的追踪存在着谐波与幅值的干扰，极为不准确，需要一种滤除谐波，并且排除幅值干扰的相位追踪方法。
以下，参照附图详细说明本公开的实施例。
参考图1，本公开一个实施例的相位跟踪方法，包括以下步骤：
步骤S101、按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值。
在一些实施例中，可以使用测量元件等设备，对电网中的某一电气信号信号进行采集，由于电网的电气信号信号往往为三相信号，在实施本实施例时，可以先对其中某一相进行采集，在本实施例中，将以采集电气信号信号中的电压信号为例，采集电压信号时，离散步长为每周期N个采样点，也即多个采样点，所采集的原始电压信号以U表示。
步骤S102、基于所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值。
在一些实施例中，由于采集的原始电压信号中包含有谐波，为了有效地去除高低次谐波对相位检测跟踪准确度的干扰，将对采集的原始电压信号进行滤波处理，也即滤除谐波，具体的，在本实施例的滤波环节中，采用二阶广义积分器中的带通滤波器进行，且可以将带通滤波器调节为频带很窄的窄带滤波器，该所述带通滤波器的连续域表达式为：
Figure BDA0002978027220000031
其中，H为所述滤波信号中，连续域的传递函数；k为调整所述带通滤波器带宽的系数；ω为所述电网侧的额定角频率；s为拉普拉斯算子。在滤波操作中，可将该带通滤波器的带宽调整至中心频率两侧各10Hz左右，仅保留中心频率附近的信号，以去除高频和低频的谐波干扰，实现窄带滤波的作用，去除谐波后的电压滤波信号表示为U′。
进一步的，电气信号的滤波信号将继续以每周波N个采样点的频率循环更新，在此过程中，其采样点所采集的滤波信号的绝对值，将以每半个周波的采样点进行循环累加。
在本实施例中，将对电压滤波信号U′的绝对值进行循环累加，并根据所采集的信号的周波数，得到系列数组Uav[2m]，其中，m为所采集信号的半周波数。
进一步的，以一个周波长度的采样点为计算周期，计算所测量的电气信号的平均幅值，在本实施例中，需要计算平均幅值电压，并将其以Ub表示，具体的，采取如下公式进行平均幅值电压的计算：
Figure BDA0002978027220000041
其中，其中，0≤n≤2m；Ub为得到的所述电气信号平均幅值；SAMP为所述采样点的个数。
步骤S103、以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值。
在一些实施例中，上述的滤波方法，可以具备较强的抗谐波干扰能力，但在滤波带宽很窄的同时，由于电气信号相位的变化，与其幅值的变化会在短时间内交织，以至于很难将相位的突变与幅值的突变进行有效地辨别，甚至在极端情况下，会出现强干扰的高幅跳变，影响信号采集元件对于高相位和高频率的的追踪能力，可以预见的是，追踪频率越高相位越大的信号，其追踪速度越慢，因此，可以对采集到的原始电气信号，以其平均幅值为基准进行归一化处理，将原始信号统一调整至相同幅值，实现去除幅值变化的干扰，而保留原始信号频率的相位信息。
在本实施例中，可以对电压滤波信号的绝对值U′以上述的平均幅值电压Ub为基准，进行归一化处理得到Un，具体的，使用公式：
Figure BDA0002978027220000042
需要说明的是，在对电压滤波信号U′进行归一化处理前，为了避免出现上述公式中分母为零的情况，可以对得到的电压滤波信号Ub进行低限幅操作，
进一步的，得到工频下近似于标准正弦函数的信号，并将该归一化之后的电压的正弦滤波信号表达为：
Figure BDA0002978027220000043
需要说明的是，上述使用窄带带通滤波器进行滤除谐波的环节，也可以放置在归一化处理之后，对归一化的采样值进行窄带滤波。
步骤S104、基于预设的第一过零参考值和连续过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点。
在一些实施例中，在得到电气信号的准确函数信号后，可以进一步确定选取过零点采样点的范围，以及计算这些采样点的具体过零点时刻。
其中，对于选取过零点采样点的范围，可以先设定第一过零参考值U0set1，和连续过零点数阈值NMzro，连续过零点数阈值NMzro可以配合第一过零参考值使用，以确定过零采样点范围；
其中，对于第一过零参考值U0set1的设定，可以根据所需的计算精度，采取如下公式以一定比例进行推算：
U0set1＝Km×Un
为了使其达到根据采样点测量设备的精度进行调节的目的，其中，Km为与预设的计算精度系数，Un为上述得到的归一化处理后的正弦函数信号。
进一步的，可以执行如下公式，以确定过零采样点的范围：
Figure BDA0002978027220000051
其中，SAMP为采样点个数。
在采样点定值小于第一过零参考值U0set1的采样点中，每个采样点的点数以逐个加1的方式递增，则过零采样点范围的确定方式包括：首先其采样点的定值小于第一过零参考值U0set1，同时，采样点的点数小于等于连续过零点数阈值NMzro。
进一步的，对所选取出的过零采样点，进行过零时刻Tzero的计算，具体的，采用如下公式：
Figure BDA0002978027220000052
其中，M＝m+NMzro，m表示Un小于等于第一过零参考值的采样点的最小编号，T[n]表示采样点n所对应的时刻。
步骤S105、基于所确定的过零点，跟踪所述电气信号的相位。
在确定的上述采样点的过零点时刻中，过零点的采样点既包括了由正入负的方向，也包括了由负入正的方向，为了有效避免跟踪相位时，出现180度延时，也即由正入负的方向，与由负入正的方向混淆，需要对正负不同方向的过零点时刻进行判定。
在本实施例中，可以先利用微分环节，得出与归一化之后电压的正弦滤波信号
Figure BDA0002978027220000061
正相交的余弦信号，并表达为：/>
Figure BDA0002978027220000062
其中，所利用的微分环节的连续域的表达式为：
Figure BDA0002978027220000063
其中，τ为表达式中的时间常数，在本实施例中可以取值在1ms；
进一步的，将连续域的表达式转换至z域表达式为：
Figure BDA0002978027220000064
再进一步的，根据上述表达式，得到差分方程，并表达为：y(k)＝b0x(k)-b1x(k-1)+a1y(k-1)；
其中，将正弦信号通过微分环节差分方程的计算是一个递推过程，x(k)为Un的离散信号，由差分方程递推求得的y(k)即为dUn的离散信号；进一步的，预设第二过零参考值U0set2，并对y(k)再逐点进行判断，若在上述过程中计算得出的过零点时刻Tzero所对应的y(Tzero)>U0set2,则将该过零采样点判定为正向过零点；若过零点时刻Tzero所对应的y(Tzero)<-U0set2,则该过零采样点判定为负向过零点，实现电气信号相位的跟踪。
需要说明的是，由于电网中的电气信号信号往往为三相信号，在一些实施例中，可以先使用测量元件等设备对其中某一相的电气信号单相信号进行采集，并对电气信号的该单相信号执行上述的相位追踪方法的计算，再根据三相信号之间的相位关系，在该电气信号的其余两相信号上执行相同的算法推算即可。
可见，本公开的实施例的相位跟踪方法，基于窄带滤波器的使用，首先有效滤除了高频谐波和低频谐波对电气信号相位的干扰，并以电气信号平均幅值为基准对滤波信号进行归一化的处理，去除了电气信号信号中幅值突变对相位变化的干扰，在提高了相位跟踪方法中的抗干扰能力的同时，保证了跟踪的速度，并且实现了根据不同相位测量设备的精度，进行针对性的调节，从而得到较为准确的过零点范围，以及利用微分环节的引入，有效校准了相位延时情况。
在利用带通滤波器对电气信号进行窄带滤波时，仅保留中心频率附近的信号，在本实施例中为保留了10Hz左右，在去除高频和低频的谐波干扰后，由于滤波越窄，追踪频率越高相位越大，其跟踪速度越慢。根据图5示出的窄带滤波的幅频响应曲线可知，在对滤波信号进行归一化处理之后，其相位的跟踪响应速度得到了有效的提升，保证了跟踪速度。
需要说明的是，上述对本公开的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本公开的实施例还提供了一种相位追踪装置。
参考图2，所述相位追踪装置可以包括：
测量元件201，用于按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；
处理器202，用于基于所述测量原件201获得的所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；基于预设的第一过零参考值和过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；基于所确定的过零点，跟踪所述电气信号的相位。
参考图3，所述相位追踪装置还可以包括：以及窄带带通滤波器301，用于对所述测量元件201获得的所述多个信号采样值进行窄带滤波。在这种情况下，处理器202被配置成基于经过所述窄带带通滤波器301滤波的所述多个信号采样值，计算所述平均幅值。
参考图4，所述相位追踪装置还可以包括：窄带带通滤波器301，用于对所述处理器202获得的所述多个归一化采样值进行窄带滤波。在这种情况下，处理器202被配置成基于所述第一过零参考值和所述连续过零点数阈值，确定经过所述窄带带通滤波器301滤波的所述多个归一化采样值中的过零点。
作为一个可选的实施例，所述测量元件201，具体被配置为：可以使用测量元件等设备，对电网中的某一电气信号信号进行采集，由于电网的电气信号信号往往为三相信号，在实施本实施例时，可以先对其中某一相进行采集，在本实施例中，将以采集电气信号信号中的电压信号为例，采集电压信号时，离散步长为每周期N个采样点，也即多个采样点，所采集的原始电压信号以U表示。
例如，所述窄带带通滤波器301的连续域表达式为：
Figure BDA0002978027220000081
/>
其中，H为所述滤波信号中，连续域的传递函数；k为调整所述带通滤波器带宽的系数；ω为所述电网侧的额定角频率；s为拉普拉斯算子。在滤波操作中，可将该带通滤波器的带宽调整至中心频率两侧各10Hz左右，仅保留中心频率附近的信号，以去除高频和低频的谐波干扰，实现窄带滤波的作用，去除谐波后的电压滤波信号表示为U′。
进一步的，电气信号的滤波信号将继续以每周波N个采样点的频率循环更新，在此过程中，其采样点所采集的滤波信号的绝对值，将以每半个周波的采样点进行循环累加。
在本实施例中，将对电压滤波信号U′的绝对值进行循环累加，并根据所采集的信号的周波数，得到系列数组Uav[2m]，其中，m为所采集信号的半周波数。
进一步的，以一个周波长度的采样点为计算周期，计算所测量的电气信号的平均幅值，在本实施例中，需要计算平均幅值电压，并将其以Ub表示，具体的，采取如下公式进行平均幅值电压的计算：
Figure BDA0002978027220000082
其中，其中，0≤n≤2m；Ub为得到的所述电气信号平均幅值；SAMP为所述采样点的个数。
在一些实施例中，上述的滤波方式，可以具备较强的抗谐波干扰能力，但在滤波带宽很窄的同时，由于电气信号相位的变化，与其幅值的变化会在短时间内交织，以至于很难将相位的突变与幅值的突变进行有效地辨别，甚至在极端情况下，会出现强干扰的高幅跳变，影响信号采集元件对于高相位和高频率的的追踪能力，可以预见的是，追踪频率越高相位越大的信号，其追踪速度越慢，因此，可以对采集到的原始电气信号，以其平均幅值为基准进行归一化处理，将原始信号统一调整至相同幅值，实现去除幅值变化的干扰，而保留原始信号频率的相位信息。
在本实施例中，可以对电压滤波信号的绝对值U′以上述的平均幅值电压Ub为基准，进行归一化处理得到Un，具体的，使用公式：
Figure BDA0002978027220000091
需要说明的是，在对电压滤波信号U′进行归一化处理前，为了避免出现上述公式中分母为零的情况，可以对得到的电压滤波信号Ub进行低限幅操作，
进一步的，得到工频下近似于标准正弦函数的信号，并将该归一化之后的电压的正弦滤波信号表达为：
Figure BDA0002978027220000092
进一步的，在得到电气信号的准确函数信号后，可以进一步确定选取过零点采样点的范围，以及计算这些采样点的具体过零点时刻。
其中，对于选取过零点采样点的范围，可以先设定第一过零参考值U0set1，和连续过零点数阈值NMzro，连续过零点数阈值NMzro可以配合第一过零参考值使用，以确定过零采样点范围；
其中，对于第一过零参考值U0set1的设定，可以根据所需的计算精度，采取如下公式以一定比例进行推算：
U0set1＝Km×Un
为了使其达到根据采样点测量设备的精度进行调节的目的，其中，Km为与预设的计算精度系数，Un为上述得到的归一化处理后的正弦函数信号。
进一步的，可以执行如下公式，以确定过零采样点的范围：
Figure BDA0002978027220000093
其中，SAMP为采样点个数。
在采样点定值小于第一过零参考值U0set1的采样点中，每个采样点的点数以逐个加1的方式递增，则过零采样点范围的确定方式包括：首先其采样点的定值小于第一过零参考值U0set1，同时，采样点的点数小于等于连续过零点数阈值NMzro。
进一步的，对所选取出的过零采样点，进行过零时刻Tzero的计算，具体的，采用如下公式：
Figure BDA0002978027220000101
其中，M＝m+NMzro，m表示Un小于等于第一过零参考值的采样点的最小编号，T[n]表示采样点n所对应的时刻。
在确定的上述采样点的过零点时刻中，过零点的采样点既包括了由正入负的方向，也包括了由负入正的方向，为了有效避免跟踪相位时，出现180度延时，也即由正入负的方向，与由负入正的方向混淆，需要对正负不同方向的过零点时刻进行判定。
在本实施例中，可以先利用微分环节，得出与归一化之后电压的正弦滤波信号
Figure BDA0002978027220000102
正相交的余弦信号，并表达为：/>
Figure BDA0002978027220000103
其中，所利用的微分环节的连续域的表达式为：
Figure BDA0002978027220000104
其中，τ为表达式中的时间常数，在本实施例中可以取值在1ms；
进一步的，将连续域的表达式转换至z域表达式为：
Figure BDA0002978027220000105
再进一步的，根据上述表达式，得到差分方程，并表达为：y(k)＝b0x(k)-b1x(k-1)+a1y(k-1)；
其中，将正弦信号通过微分环节差分方程的计算是一个递推过程，x(k)为Un的离散信号，由差分方程递推求得的y(k)即为dUn的离散信号；进一步的，预设第二过零参考值U0set2，并对y(k)再逐点进行判断，若在上述过程中计算得出的过零点时刻Tzero所对应的y(Tzero)>U0set2,则将该过零采样点判定为正向过零点；若过零点时刻Tzero所对应的y(Tzero)<-U0set2,则该过零采样点判定为负向过零点，实现电气信号相位的跟踪。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本公开的实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的相位跟踪方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
需要说明的是，本公开的实施例还可以以下方式进一步描述：
采集电网中某一相的电气信号，并利用带通滤波器，对采集到电气信号的原始信号进行窄带滤波，得到滤除谐波的电气信号的滤波信号；将得到的所述滤波信号绝对值，以其半个周波长度为周期进行循环累加，并组成系列数组；以所述滤波信号的一个周波长度为周期，利用得到的所述系列数组，计算所述电气信号平均幅值，并将其作为基准，在对所述电气信号平均幅值进行低限的基础上，对所述滤波信号进行归一化，得到工频下的正弦函数信号；响应于确定执行预设的过零点推算规则，由设定的第一过零参考值和连续过零点数阈值推导过零点时刻的所述滤波信号，并得到其过零点的具体时刻；通过微分环节得到与归一后的所述正弦函数信号正交的余弦函数信号，并响应于确定执行预设的正负判断规则，由设定的第二过零参考值判定正负过零点滤波信号。
可选的，采集电网中某一相的电气信号时，其离散步长为每周期设置多个采样点。
可选的，利用带通滤波器，对采集到电气信号的原始信号进行窄带滤波时，采用二阶广义积分器中的带通滤波器，其表达式为：
Figure BDA0002978027220000111
其中，H为所述滤波信号中，连续域的传递函数；k为调整所述带通滤波器带宽的系数；ω为所述电网侧的额定角频率；s为拉普拉斯算子。
可选的，滤波信号以每周波多个所述采样点循环更新。
可选的，系列数组表达为：
Uav[2m]；
其中，所述m为采集信号的半周波数。
可选的，计算所述电气信号平均幅值，并将其作为基准，对所述滤波信号进行归一化，包括：
利用公式：
Figure BDA0002978027220000112
进行所述电气信号平均幅值的计算，其中，0≤n≤2m；Ub为得到的所述电气信号平均幅值；SAMP为所述采样点个数；
以及，采用公式：
Figure BDA0002978027220000121
以得到的所述电气信号平均幅值为基准，对所述滤波信号进行归一化处理，其中，U′为滤波信号的绝对值。
可选的，预设的过零点推算规则包括：
根据采样设备的精度，设定第一过零参考值U0set1＝Km×Un，其中，Km为精度系数；
根据采样设备的精度，设定所述采样点连续小于第一过零参考值的连续过零点数阈值NMzro，并且利用公式：
Figure BDA0002978027220000122
判断过零点的所述采样点；
以及，利用公式：
Figure BDA0002978027220000123
计算过零点的所述采样点的具体时刻Tzero，其中，M＝m+NMzro，m为Un小于等于第一过零参考值时的采样点的时刻，Tm为采样点对应的时钟时刻。
可选的，预设的正负判断规则，包括：
根据采样设备的精度，设定第二过零参考值U0set2；
将所述微分环节的连续域表达为：
Figure BDA0002978027220000124
其中，τ为时间常数1ms,并将其转换至z域表达：/>
Figure BDA0002978027220000125
进一步得到其差分方程：y(k)＝b0x(k)-b1x(k-1)+a1y(k-1)；
其中，响应于所述滤波信号过零点的具体时刻Tzero所对应的所述差分方程y(Tzero)＞U0set2，确定所述滤波信号为正向过零点；
响应于所述滤波信号过零点的具体时刻Tzero所对应的所述差分方程y(Tzero)＜-U0set2，确定所述滤波信号为负向过零点。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开的实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本公开的实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本公开的实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本公开的实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本公开的实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本公开的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开的实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种相位跟踪方法，包括：
按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；
基于所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；
以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；
基于预设的第一过零参考值和连续过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；
基于所确定的过零点，通过微分算法计算分别与所述多个归一化采样值正交的多个正交采样值；
对于所确定的过零点中的每一个过零点，基于所述多个正交采样值中与该过零点对应的正交采样值，以及预设的第二过零参考值，确定该过零点是正向过零点还是负向过零点，以获得该过零点的正负过零状态，
其中，基于所确定的过零点跟踪所述电气信号的相位包括：基于所确定的过零点中的每一个过零点以及该过零点的所述正负过零状态，更新所述电气信号的相位信息，并跟踪所述电气信号的相位；
其中，所述微分算法的计算中，所利用的连续域的表达式为：
Figure 387016DEST_PATH_IMAGE001
，其中，/>
Figure 209478DEST_PATH_IMAGE002
为表达式中的时间常数。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
采用窄带带通滤波器对所述多个信号采样值进行窄带滤波，
其中，基于所述多个信号采样值计算所述平均幅值包括：基于经过所述窄带带通滤波器滤波的所述多个信号采样值，计算所述平均幅值。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
采用窄带带通滤波器对所述多个归一化采样值进行窄带滤波，
其中，确定所述多个归一化采样值中的过零点包括：确定经过所述窄带带通滤波器的所述多个归一化采样值中的过零点。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述窄带带通滤波器为二阶广义积分器中的带通滤波器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化包括：
对所述平均幅值进行低限幅处理；
以经过低限幅处理的所述平均幅值为基准，对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，
所述第一过零参考值与预设的计算精度系数成正比；
所述连续过零点数阈值的取值范围取决于所述第一过零参考值和所述信号采样值的个数。
7.一种相位跟踪装置，包括：
测量元件，用于按预设步长采集电网的电气信号，以获得多个信号采样值；
处理器，用于：基于所述测量原件获得的所述多个信号采样值，计算所述电气信号的平均幅值；以所述平均幅值为基准对所述多个信号采样值中的每一个进行归一化，以获得多个归一化采样值；基于预设的第一过零参考值和过零点数阈值，确定所述多个归一化采样值中的过零点；基于所确定的过零点，通过微分算法计算分别与所述多个归一化采样值正交的多个正交采样值；
对于所确定的过零点中的每一个过零点，基于所述多个正交采样值中与该过零点对应的正交采样值，以及预设的第二过零参考值，确定该过零点是正向过零点还是负向过零点，以获得该过零点的正负过零状态，
其中，基于所确定的过零点跟踪所述电气信号的相位包括：基于所确定的过零点中的每一个过零点以及该过零点的所述正负过零状态，更新所述电气信号的相位信息，并跟踪所述电气信号的相位；
其中，所述微分算法的计算中，所利用的连续域的表达式为：
Figure 476512DEST_PATH_IMAGE001
，其中，/>
Figure 737729DEST_PATH_IMAGE002
为表达式中的时间常数。
8.根据权利要求7所述的装置，还包括：
窄带带通滤波器，用于对所述测量元件获得的所述多个信号采样值进行窄带滤波，
其中，所述处理器被配置成基于经过所述窄带带通滤波器滤波的所述多个信号采样值，计算所述平均幅值。
9.根据权利要求7所述的装置，还包括：
窄带带通滤波器，用于对所述处理器获得的所述多个归一化采样值进行窄带滤波，
其中，所述处理器被配置成基于所述第一过零参考值和所述连续过零点数阈值，确定经过所述窄带带通滤波器滤波的所述多个归一化采样值中的过零点。
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