【技术实现步骤摘要】
利用频域信息滤除衰减直流的电力信号同步相量测量方法
本专利技术涉及电力系统中的电力信号同步相量测量方法。
技术介绍
随着全球电力市场化和电网区域互联的发展,电网的运行环境日益复杂,其安全稳定运行问题日益突出,迫切需要提高电网的动态安全监控能力。近年来,广域测量系统(WideAreaMeasurementSystem,WAMS)作为一种新的电网动态监控系统,为电网动态安全监控提供了新的技术手段。WAMS中的数据采集和处理方式要求对采集数据的处理结果是带有精确时标的相量数据。因此,能同步采集电力信号的时间、相位和幅值的同步相量测量技术是实现WAMS的基础和核心。而同步相量测量技术的核心是相量估计方法的设计,估计方法的估计精度将直接影响到WAMS的应用效果。离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform,DFT)算法具有良好的谐波抑制特性和快速运算特性,在静态条件下具有较好应用价值,已被广泛应用到同步相量测量中。现有的DFT算法,在非同步采样的情况下存在幅值和频率误差,且随着其非同步性的增强,误差急剧增大,往往达不到实际应用的要求。当系统频率是随着系统配置参数以及状态变化而变化时,不能保证采样系统对实测信号一直保持同步采样。对于频率为f的正弦序列,它的频谱应该只是在f处有离散谱。但是,在利用DFT求它的频谱做了截短,结果使信号的频谱不只是在f处有离散谱,而是在以f为中心的频带范围内都有谱线出现,它们可以理解为是从f频率上泄露出去的;同时,对一函数实行采样,即是抽取采样点上的对应函数值。其效果如同透过栅栏的缝隙观看外景一样,只有落在缝隙前的少数景 ...
【技术保护点】
利用频域信息滤除衰减直流的电力信号同步相量测量方法,其步骤为:A、数据采集与预估计处理电网中的电流互感器或电压互感器测量电网的电流信号或电压信号得到电网的电力信号x(t),采集电力信号x(t)得到电网的电力信号离散序列x(n),其中t为时间,n为采样时刻点;数字信号处理器利用加窗傅里叶变换对电力信号离散序列x(n)滤波,得到电力信号离散序列x(n)在5个角速度ω处的相量测量预估计值X(ω);其中ω=2πf,f为角速度ω对应的频率,f=0,1,49,50,51Hz;B、修正相量预估计值数字信号处理器对得到的5个相量测量预估计值X(ω),用考虑衰减直流分量的动态信号模型,求得电力信号基波分量的时变特性的各阶导数值,并进行相移运算得到当前时刻trep电网的电力信号的基波相量值
【技术特征摘要】
1.利用频域信息滤除衰减直流的电力信号同步相量测量方法,其步骤为:A、数据采集与预估计处理电网中的电流互感器或电压互感器测量电网的电流信号或电压信号得到电网的电力信号x(t),采集电力信号x(t)得到电网的电力信号离散序列x(n),其中t为时间,n为采样时刻点;数字信号处理器利用加窗傅里叶变换对电力信号离散序列x(n)滤波,得到电力信号离散序列x(n)在5个角速度ω处的相量测量预估计值X(ω);其中ω=2πf,f为角速度ω对应的频率,f=0,1,49,50,51Hz;B、修正相量预估计值数字信号处理器对得到的5个相量测量预估计值X(ω),用考虑衰减直流分量的动态信号模型,求得电力信号基波分量的时变特性的各阶导数值,并进行相移运算得到当前时刻trep电网的电力信号的基波相量值所述的步骤B中考虑衰减直流分量的动态信号模型用以下方法建立:(B1)数字信号处理器利用低频带限相量a(t0)的泰勒级数近似表示电力信号基波分量的时变特性xg(t0),其中,Δt为当前时刻trep与基准时刻t0的差,基准时刻t0为加窗傅里叶变换的数据窗中心时刻,k为泰勒级数的阶次,k=0,1,2;K为泰勒级数的最高阶次,取为2;a(k)为电力信号基波分量的时变特性xg(t0)也即低频带限相量a(t0)的k阶导数,Δa为用泰勒级数表示电力信号基波分量的时变特性xg(t0)产生的误差;(B2)数字信号处理器利用衰减指数函数的泰勒级数近似表示电力信号x(t)中的衰减直流分量xd(t0),其中,e为自然对数的底;b、τ分别为衰减指数函数的幅值初始值和衰减时间常数;d(k)为衰减直流分量xd(t0)的k阶导数,Δd为用衰减指数函数的泰勒级数表示电力信号x(t)中的衰减直流分量xd(t0)所产生的误差;(B3)将B1步的电力信号基波分量的时变特性xg(t0)与常量旋转相量相乘,得到电力信号基波相量的模型X′(t0),将电力信号基波相量的模型X′(t0)的实部加上B2步的衰减直流分量xd(t0),即得到考虑衰减直流分量的电力信号x(t)的动态模型x′(t0),其中,j为虚数单位,f0=50Hz为信号的基波频率,Re表示取相量实部;然后利用欧拉公式,对A步中的电力信号x(t)进行离散化处理,得到电力信号离散序列x(n)的泰勒级数形式的数学模型x′(n):其中,ω0=2πf0/fs,ω0为采样角速度,fs为采样频率;α(k)为电力信号基波分量的时变特性xg(t0)的k阶导数a(k)的离散化值,α...
【专利技术属性】
技术研发人员:符玲,韩文朕,何正友,麦瑞坤,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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