专利名称：用于傅里叶变换的频率跟踪方法
技术领域：
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法。
背景技术：
在交流电力系统中，经常要测量交流电压、电流、频率、功率因数等模拟量。附着电子技术的发展，各种芯片的功能越来越强大，现在一般的芯片都可以采用傅里叶变换计算上述各模拟量。
但频率的偏差会对傅里叶变换的计算精度造成影响，频率偏差越大，计算精度越低，越不准确。例如，只有在频率偏差小于IHz时，频率测量才比较准确，在频率偏差大于 IHz时，频率测量极其不准，满足不了实际应用要求。发明内容
本发明提供一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法，以解决现有技术中频率的偏差会对傅里叶变换的计算精度造成影响的问题。
一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法，其特征在于，包括
根据当前的交流频率计算采样时间间隔Λ t ；
按照计算得到的采样时间间隔Λ t在一个周波内对交流模拟量采样N次，N=2m, M 为整数；
根据采样得到的数据，直接计算得到第一交流频率，采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率f2 ;
比较第一交流频率和第二交流频率f2的差值，判断所述差值是否小于预设值， 若是，则以第二交流频率f2为当前的交流频率，否则，以第一交流频率为当前的交流频率。
一种用于傅里叶变换的频率跟踪装置，其特征在于，包括
第一计算模块，用于根据当前的交流频率计算采样时间间隔Λ t ；
采样模块，用于按照计算得到的采样时间间隔Λ t在一个周波内对交流模拟量采样N次，N=2m，M为整数；
第二计算模块，用于根据采样得到的数据，直接计算得到第一交流频率；
第三计算模块，用于根据采样得到的数据，采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率f2 ;
比较模块，用于比较第一交流频率和第二交流频率f2的差值，判断所述差值是否小于预设值；
交流频率设置模块，用于若所述差值小于预设值，则以第二交流频率f2为当前的交流频率，否则，以第一交流频率为当前的交流频率。
本发明技术方案采用以等时间间隔采集数据，对采集的数据分别通过直接计算和傅里叶变换得到两个交流频率，根据这两个交流频率的差值是否超 过预设值来确定以其中一个为当前交流频率，并根据当前交流频率确定采用时间间隔的技术方案，可以实时跟踪交流模拟量的频率，使采样周期与交流模拟量的周期一致，做到一个周波即完成频率跟踪， 从而使测量数据不受频率变化的影响，可以矫正在频率偏差大时，傅里叶变换测量误差大的问题，本发明技术方案的测量精度高，计算量小，适用范围广，每周波只需要进行一次傅里叶变换，且普通的不带DSP功能的51、ARM等芯片就可以实现。


图1是本发明实施例的用于傅里叶变换的频率跟踪方法的流程图2是本发明实施例的用于傅里叶变换的频率跟踪装置的示意图3是本发明实施例的用于傅里叶变换的频率跟踪装置的硬件接线 图4是本发明一个应用例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法，该方法是根据傅里叶变换在频率偏差小于IHz的情况下，频率测量比较精准的特点提出的。
请参考图1，本发明实施例方法包括
110、根据当前的交流频率计算采样时间间隔At，按照计算得到的采样时间间隔 Δ t在一个周波内对交流模拟量采样N次，N=2m, M为整数。
假设所述交流模拟量为
权利要求
1.一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法，其特征在于，包括根据当前的交流频率计算采样时间间隔Λ t ；按照计算得到的采样时间间隔Λ t在一个周波内对交流模拟量采样N次，N=2m, M为整数；根据采样得到的数据，直接计算得到第一交流频率，采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率f2 ；比较第一交流频率和第二交流频率f2的差值，判断所述差值是否小于预设值，若是， 则以第二交流频率f2为当前的交流频率，否则，以第一交流频率为当前的交流频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述交流模拟量为u(t') = U ,.,si n(2 Ti ft +φ)，其中,Um为电压幅值为交流频率，φ 为初始相角，t为时间变量，且交流频率f的初始值为50Hz ；所述采样时间间隔为
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的直接计算得到第一交流频率包括 采用半波计算得到第一交流频率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的采用半波计算得到第一交流频率具体包括计算一个周波内采样得到的N个数据的平均值，将所述的N个数据分别与该平均值进行比较，找出相邻的两个过零点数据，计算这两个多零点数据的差值Λ N，则，第一交流频率为
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率包括采用快速傅里叶变换，分别计算出交流相量的基波实部Ua与基波虚部Ub，其中，
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的判断所述差值是否小于预设值包括判断所述差值是否小于O. 5Hz。
7.一种用于傅里叶变换的频率跟踪装置，其特征在于，包括第一计算模块，用于根据当前的交流频率计算采样时间间隔Λ t ；采样模块，用于按照计算得到的采样时间间隔Λ t在一个周波内对交流模拟量采样N 次，N=2m, M为整数；第二计算模块，用于根据采样得到的数据，直接计算得到第一交流频率;第三计算模块，用于根据采样得到的数据，采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率f2 ；比较模块，用于比较第一交流频率和第二交流频率f2的差值，判断所述差值是否小于预设值；交流频率设置模块，用于若所述差值小于预设值，则以第二交流频率f2为当前的交流频率，否则，以第一交流频率为当前的交流频率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述交流模拟量为
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述第二计算模块，具体用于采用半波计算得到第一交流频率，包括计算一个周波内采样得到的N个数据的平均值，将所述的N个数据分别与该平均值进行比较，找出相邻的两个过零点数据，计算这两个多零点数据的差值Λ N，则，第一交流频率为
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三计算模块包括第一计算单元，用于计算出交流相量的基波实部Ua与基波虚部ub，其中，
全文摘要
本发明公开了一种用于傅里叶变换的频率跟踪方法，包括根据当前的交流频率计算采样时间间隔△t；按照计算得到的采样时间间隔△t在一个周波内对交流模拟量采样N次，N=2M，M为整数；根据采样得到的数据，直接计算得到第一交流频率，采用快速傅里叶变换计算得到第二交流频率；比较第一交流频率和第二交流频率的差值，判断所述差值是否小于预设值，若是，则以第二交流频率为当前的交流频率，否则，以第一交流频率为当前的交流频率。本发明技术方案可以实时跟踪交流模拟量的频率，使采样周期与交流模拟量的周期一致，做到一个周波即完成频率跟踪，从而使测量数据不受频率变化的影响，可以矫正在频率偏差大时，傅里叶变换测量误差大的问题。
文档编号G01R23/02GK103063913SQ201210522368
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者郑春荣, 丁梦瑶 申请人:深圳市金宏威技术股份有限公司