一种电力系统工频分量快速提取方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统工频分量快速提取方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、采集电力系统工频分量的原始信号；步骤2、进行低通滤波处理；步骤3、得到采样值x，步骤4、构造样本矩阵R；步骤5、确定样本矩阵R的有效秩p；步骤6、求取Prony算法对应AR模型参数。本发明专利技术能够在半个周波(10ms)内(理论上可以时间更短)准确提取电力系统故障工频分量。本发明专利技术能够在半个周波(10ms)内(理论上可以时间更短)准确提取电力系统故障工频分量。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统工频分量快速提取方法
本专利技术属于电力系统数字信号处理
，尤其是一种电力系统工频分量快速提取方法。
技术介绍
电力系统信号处理主要涉及对工频分量的提取，例如电力系统中系统状态估计、稳定控制、故障分析及继电保护等领域中都需要对工频分量进行计算及提取。尤其是继电保护领域更是要求快速准确提取工频分量，缩短保护动作时间，从而满足现代电力系统对继电保护快速可靠性的要求。目前在电力系统继电保护中，广泛采用的方法有全波傅氏算法、半波傅氏算法、最小二乘算法、卡尔曼滤波算法等。全波傅氏算法是基于周期函数模型推导出来的。当电力系统发生故障时，故障信号不是周期函数。此时，由于衰减直流分量和分数次谐波的存在，全波傅氏算法计算的工频量幅值和相位有较大的误差。另外，傅氏算法至少需要一个周波(20ms)的采样数据。虽然半波傅氏算法仅需半个周波的采样数据，但是其受衰减直流分量和分数次谐波的影响更大，并且半波傅氏算法无法滤除偶数次谐波，故它计算得到的工频量幅值和相位的误差更大。最小二乘算法对数据窗长的要求非常灵活，滤波性能良好，精度也很高，但是它很难选择算法的噪声模型。最小二乘算法在噪声模型的选取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统工频分量快速提取方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、通过信息获取或数据采集得到电力系统工频分量的原始信号；步骤2、对电力系统工频分量的原始信号进行低通滤波处理；步骤3、若步骤2中滤波后得到的电力系统工频分量的信号是连续信号，则须对其进行采样，得到采样值x，设采样率为fs，采样率满足采样定理；步骤4、利用步骤3中得到的采样值x构造样本矩阵R；步骤5、利用SVD方法确定样本矩阵R的有效秩p；步骤6、利用基于拉格朗日乘子法函数求偏导法求取Prony算法对应AR模型参数α1,α2,…αp；步骤7、求解特征值方程1+α1z‑1+α2z‑2+…+αpz‑p＝0的根zi(i＝1,2,…,...

【技术特征摘要】
1.一种电力系统工频分量快速提取方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、通过信息获取或数据采集得到电力系统工频分量的原始信号；步骤2、对电力系统工频分量的原始信号进行低通滤波处理；步骤3、若步骤2中滤波后得到的电力系统工频分量的信号是连续信号，则须对其进行采样，得到采样值x，设采样率为fs，采样率满足采样定理；步骤4、利用步骤3中得到的采样值x构造样本矩阵R；步骤5、利用SVD方法确定样本矩阵R的有效秩p；步骤6、利用基于拉格朗日乘子法函数求偏导法求取Prony算法对应AR模型参数α1,α2,…αp；步骤7、求解特征值方程1+α1z-1+α2z-2+…+αpz-p＝0的根zi(i＝1,2,…,p)；步骤8、构造矩阵Z及矩阵按以下形式构成：其中则取步骤9、计算步骤10、计算频率fi＝Im(lnzi)fs/2π，1≤i≤p步骤11、计算衰减因子αi＝Re(lnzi)fs，1≤i≤p步骤12、计算相位θi＝angle(zi)，1≤i≤p步骤13、计算幅值Ai＝|bi|，1≤i≤p步骤14、在求得的所有频率分量中必然包含有工频分量，从而求得工频分量。2.根据权利要求1所述的一种电力系统工频分量快速提取方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤包括：(1)取N个连续采样点x(i)，i＝1，2，...，N且N＞2p；其中，N为采样点个数，p为信号中含有的频率分量个数所对应的Prony算法模型阶数；(2)定义样本函数其中pe＞＞p；pe＜＜N；0≤i≤pe；0≤j≤pe进而构建样本矩阵R：3.根据权利要求1所述的一种电力系统工频分量快速提取方法，其特征在于：所述步骤6的具体步骤包括：(1)定义传统Pr...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强伟，庞宗永，魏然，黄旭，宋建永，杨勇志，鞠林，陈哲星，孙广志，王玉辉，朱汉卿，史钧杰，刘伟，李博彤，牛嵩迪，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：天津,12