现在已有许多种测量相位的方法，根据测量原理的不同，主要可以将其分为时域、频域以及时频域三个方面。然而，在准确测量信号的相位问题上仍存在着一些问题，这些问题主要是由下面两种因素造成的：1)电力系统中含有谐波以及噪声等干扰，会严重影响到相位的测量；2)电网的信号存在一定程度的波动，导致无法获得准确的测量结果。下面将具体介绍这些方法。83917

1  时域分析方法

时域分析法中，过零鉴相法是这类方法中最为通用的。它的测量原理是：当两个信号都在过零点的时刻时，测量出这时候的时间点，将这两个时间做差，便得到时间差，根据这一时间差便可求出相位差[4]。然而如今使用的仪器很难保证两个信号的过零点时刻是准确测量的，这便是这种方法的误差。研究人员对于产生的误差提出改正方法，即仍是求出过零点时刻，但需要增加一个失调脉冲方波环节，得到的测量精度会有所提高，人们将其叫做双向过零鉴相法，但是这种方法也有一些缺点：

1)当相位差很小的时候，时间差相应也会很小，很难准确测出；

2)谐波和噪声会影响测出的相位精度，使得精度大大降低；

3)当被测信号的频率较高时，尤其是当超过100kHz，测量对控制器的性能要求较高，一般的微控制器无法正确测量其相位差。

2  频域分析方法

在频域分析方法中，使用改进的傅里叶变换是运用最多的。但是在测量的时候，由于采样不同步，会出现频谱泄漏和栅栏效应，造成测量的相位很不准确，产生较大的误差，不符合检测规定。为了解决这一问题，研究人员提出了很多改正方法：1)加窗插值FFT方法；2)离散频谱能量重心校正法；3)离散频谱相位差校正法。本文主要介绍加窗插值FFT方法。论文网

研究者经过试验得出加窗能够消除频谱泄露造成的影响，国内外研究人员研究出了多种窗函数[5]，包括矩形窗、三角窗、余弦组合窗、最优化窗、矩形卷积窗等[6-14]。

为了消除采集信号误差，Jain等研究了将信号加矩形窗后进行插值的修正方法[15,16]，这种算法通过加窗减小频谱泄漏，通过插值消除栅栏效应引起的误差，这种算法由于研究时间较早，缺点也较多，在采样时，需设置较多的采样点数并且由于电网信号中不可避免会存在谐波，检测准确度也会受此影响。T。Grandke提出对信号加Hanning窗，与矩形窗不同，这种窗函数可以有效消除谐波造成的影响，从而能够较为准确的测量出相位。而信号有时不仅只含有谐波，还会有一定成分的间谐波，仅仅加普通的窗函数也会有较大的误差，所以F。J。Harris从影响频谱分析精度的原因分析，频谱泄露是原因之一，而频谱泄露造成的误差来自两个方面，由信号负频分量引入的长范围泄漏和由窗的扇形损失引入的短范围泄漏[17]。为了解决长范围泄露造成的误差，Harris发现如果条件规定，采样时间可以达到4个周期，那么采用组合余弦窗效果将很好，它可以将频谱泄漏的衰减参数达到92dB以上，有效减小频谱泄漏，提高分析精度，应优先选用。当采用插值FFT算法时，需要窗函数满足以下要求：1)主瓣宽度小；2)旁瓣幅值衰减快。针对这两个条件，D。C。Rife比较了各种窗函数的性能，最终提出了Rife-Vincent(Ⅲ)窗，这种创满足了上述两个条件，大大提高了计算精度。对于频谱泄露这一问题，奥菲利(Offelli)研究出运用努塔窗的快速傅里叶变换方法，并利用拟合曲线求出修正公式，大大降低了计算量。运用努塔窗的快速傅里叶变换算法不仅可以提高传统的谐波检测的精确性，而且可以降低频谱泄漏和栅栏效应引起的误差，大大提高了计算精度，在嵌入式的机器中运用很多。基于加窗插值算法，阿格兹[18]、贝拉格[19-22]等分别提出了多谱线插值算法。不同的多谱线插值算法都是利用信号离散谱线间的线性组合来消除长程谱泄漏的影响[23-25]，理论上采用较多谱线时，算法精度也较高，但此时计算量增大，因此有些学者也采用了各种拟合方法来减少运算量，拟合方法虽然会提高计算速度[26-28]，但是选择不好反而会降低算法的精度。综合来看，多谱线插值算法还有进一步提升的空间，有待进一步的改进和完善。