一种电力系统瞬时频率监测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统瞬时频率监测方法及系统，通过获取初始采样数据集，并对数据集中的数据进行迭代处理，从而准确估计出采样点的瞬时频率，本发明专利技术可以准确的利用采样数据对采样点的瞬时频率进行预估，具有运算速度快、预测精度高，算法相对简单等优点，在电力系统瞬时频率监测领域具备广阔的使用前景，通过瞬时频率的准确预估，遇到异常情况为电力系统进行及时的报警，从而有效避免了因频率质量降低而导致可能的电力系统故障和损失的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力领域，尤其涉及一种电力系统瞬时频率监测方法及系统。
技术介绍
频率是电力系统的安全、稳定运行的一个至关重要的参数，能够反映整个系统的 电能质量和安全情况。过高或过低的频率都会对电力系统带来危害。当电力系统存在不平衡、不稳定功率输出时，频率就会发生改变，现代电力系统负 荷扰动越来越大，输电线路上的负载率也越来越大，对电力系统频率的稳定性保证造成极 大困难，而电力系统频率质量的降低可能造成大面积停电，甚至使整个系统瓦解。当系统发生扰动时，瞬时频率能直观反映系统受干扰的程度。电力系统普遍存在 多种不稳定状态，比如系统信号为非标称的电压或电流信号、含有谐波，信号阶跃变化，信 号被其他正弦或余弦信号调制，信号包含衰减的直流偏执电流分量，以及包含有加性高斯 白噪声干扰等诸多情况都会造成电力系统的不稳定，从而影响频率。对于电力系统瞬时频 率的准确预估、特别是系统动态变化时的瞬时频率估计、跟踪能力，是电力系统的频率测量 系统考虑的关键问题，也是避免因频率质量降低而导致可能的电力系统故障和损失的技术 基础。 传统的傅里叶变换方法是频率监测中的常用方法，这种方法在稳定状态中较为可 靠，但在不稳定状态中，瞬时频率变化情况复杂，使得该方法不再能够准确地进行频率监 测，因此，有必要采用新的方法来进行瞬时频率的监测，从而在根本上解决因频率质量降低 而导致可能的电力系统故障和损失的问题。
技术实现思路
为此，本专利技术提供了一种电力系统瞬时频率监测方法及系统，通过获取初始采样 数据集，并对数据集中的数据进行迭代处理，从而准确估计出采样点的瞬时频率，本专利技术具 有运算速度快、预测精度高，算法相对简单等优点，在电力系统瞬时频率监测领域具备广阔 的使用前景。 本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：-种电力系统瞬时频率监测方法，包括以下步骤：S1、根据电力系统的初始频率&设定采样频率f;S2、采用所述采样频率f?对所述电力系统进行采样，获取初始采样数据集，所述初 始采样数据集中的元素由数据对构成，一个所述数据对包括采样时间点和所述采样时间点 处测得的电学信号；S3、根据所述初始采样数据集获取所述初始采样数据集中第一个时间点的第一次 频率估计值./；;S4、用所述频率第一次估计值/；代替所述初始频率，重复步骤S2、S3,获取所述第 一个时间点的第二次频率估计值;S5、按照S4中所述方法，依次获取下一次的频率估计值，当获取频率估计值的次 数达到预设次数或相邻频率估计值之间的差值不大于预设阈值时，停止获取下一次的频率 估计值；S6、将最后一次获取的频率估计值作为所述初始采样数据集中第一个采样时刻的 瞬时频率值；S7、依S1~S6中方法获取每一个采样时刻的瞬时频率值，并判断所述瞬时频率值 是否落入所述电力系统所允许的频率范围，若是，则继续监测，若否，则提示频率异常。 优选的，S3中包括如下步骤：S11、根据所述初始采样数据集获取过渡参数XJPX2，其中【主权项】1. 一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，包括w下步骤： 51、 根据电力系统的初始频率f。设定采样频率f; 52、 采用所述采样频率f对所述电力系统进行采样，获取初始采样数据集，所述初始采 样数据集中的元素由数据对构成，一个所述数据对包括采样时间点和所述采样时间点处测 得的电学信号； 53、 根据所述初始采样数据集获取所述初始采样数据集中第一个时间点的第一次频率 估计值/i; 54、 用所述频率第一次估计值/；代替所述初始频率，重复步骤S2、S3,获取所述第一个 时间点的第二次频率估计值; 55、 按照S4中所述方法，依次获取下一次的频率估计值，当获取频率估计值的次数达 到预设次数或相邻频率估计值之间的差值不大于预设阔值时，停止获取下一次的频率估计 值； 56、 将最后一次获取的频率估计值作为所述初始采样数据集中第一个采样时刻的瞬时 频率值； 57、 依S1~S6中方法获取每一个采样时刻的瞬时频率值，并判断所述瞬时频率值是否 落入所述电力系统所允许的频率范围，若是，则继续监测，若否，则提示频率异常。2. 根据权利要求1所述的一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，S3中包括如 下步骤： 531、 根据所述初始采样数据集获取过渡参数Xi和X2,其中韦=4cos幻， =4sin約，Ai和0是所述电学信号的的初始振幅和初始相位； 532、 根据所述过渡参数获取所述第一次频率估计值乂 其中， ，3. 根据权利要求1或2所述的一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，所述初始 采样数据集中元素个数大于2。4. 根据权利要求3所述的一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，S2中的采样 频率满足公式，f> 2Hhf。，Hh是所述电学信号中包含的最高谐波次数。5. 根据权利要求4所述的一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，在S2中进行 采样之前，让所述电学信号通过低通滤波器，所述低通滤波器用于将频率高于Hhf。的信号 滤除。6. 根据权利要求4或5所述的一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，所述电学 信号包括电压信号或电流信号。7. -种电力系统瞬时频率监测系统，其特征在于，包括采样频率设定模块、采样模块、 频率估计值获取模块、频率估计值判断模块、瞬时值输出模块和瞬时值合法性判断模块， 所述采样频率设定模块用于根据电力系统的初始频率f。设定采样频率f， 所述采样模块用于对所述电力系统进行采样，获取初始采样数据集， 所述频率估计值获取模块用于获取频率估计值，并将所述频率估计值传输至频率估计 值判断模块，由所述频率估计值判断模块判断所述频率估计值是否满足作为瞬时频率值的 条件，若否，则驱动所述频率估计值获取模块继续获取下一次频率估计值，若是，则将最后 一次获取的频率估计值传输至瞬时值输出模块， 所述瞬时值输出模块用于将所述最后一次获取的频率估计值作为瞬时频率值传输至 所述瞬时值合法性判断模块， 所述瞬时值合法性判断模块用于判断所述瞬时频率值是否落入所述电力系统所允许 的频率范围，若是，则继续监测，若否，则提示频率异常。8. 根据权利要求7所述的一种电力系统瞬时频率监测系统，其特征在于，所述频率估 计值获取模块使用如权利要求2中所述的方法获取频率估计值。9. 根据权利要求7或8所述的一种电力系统瞬时频率监测系统，其特征在于，所述采样 频率设定模块设定的采样频率满足公式，f> 2Hhf。，Hh是所述电学信号中包含的最高谐波 次数。10. 根据权利要求9所述的一种电力系统瞬时频率监测系统，其特征在于，还包括低通 滤波器，所述低通滤波器用于将频率高于Hhf。的信号在进入采样模块之前滤除。【专利摘要】本专利技术涉及一种电力系统瞬时频率监测方法及系统，通过获取初始采样数据集，并对数据集中的数据进行迭代处理，从而准确估计出采样点的瞬时频率，本专利技术可以准确的利用采样数据对采样点的瞬时频率进行预估，具有运算速度快、预测精度高，算法相对简单等优点，在电力系统瞬时频率监测领域具备广阔的使用前景，通过瞬时频率的准确预估，遇到异常情况为电力系统进行及时的报警，从而有效避免了因频率质量降低而导致可能的电力系统故障和损失的问题。【IPC分类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力系统瞬时频率监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据电力系统的初始频率f0设定采样频率f；S2、采用所述采样频率f对所述电力系统进行采样，获取初始采样数据集，所述初始采样数据集中的元素由数据对构成，一个所述数据对包括采样时间点和所述采样时间点处测得的电学信号；S3、根据所述初始采样数据集获取所述初始采样数据集中第一个时间点的第一次频率估计值S4、用所述频率第一次估计值代替所述初始频率，重复步骤S2、S3,获取所述第一个时间点的第二次频率估计值S5、按照S4中所述方法，依次获取下一次的频率估计值，当获取频率估计值的次数达到预设次数或相邻频率估计值之间的差值不大于预设阈值时，停止获取下一次的频率估计值；S6、将最后一次获取的频率估计值作为所述初始采样数据集中第一个采样时刻的瞬时频率值；S7、依S1～S6中方法获取每一个采样时刻的瞬时频率值，并判断所述瞬时频率值是否落入所述电力系统所允许的频率范围，若是，则继续监测，若否，则提示频率异常。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李晖，曹春杰，
申请(专利权)人：海南大学，李晖，
类型：发明
国别省市：海南;66