一种同步相量测量方法、系统及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种同步相量测量方法、系统及装置，包括：获取电力信号离散的采样信号；分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的采样信号求和得到目标数值和、第一数值和、第二数值和，然后计算得到衰减直流分量的时间常数、第一初始幅值和第二初始幅值；判断目标数值和是否大于第一数值和，且判断第一初始幅值与第二初始幅值是否相等；若是，判定采样信号中包含衰减直流分量；若否，判定采样信号中不含衰减直流分量；根据采样信号得到对应的修正相量，然后确定电力信号的各项参数。本发明专利技术中，准确判断衰减直流分量是否存在，并得到衰减直流分量的时间常数和初始幅值，后续计算运算量小，能准确快速得到电力信号的各项参数。

【技术实现步骤摘要】
一种同步相量测量方法、系统及装置
本专利技术涉及电路设计领域，特别涉及一种同步相量测量方法、系统及装置。
技术介绍
目前，同步相量测量装置(PhasorMearsurementUnit，PMU)已在电力系统发电和输电网中得到广泛的成功应用，其应用领域也从监测扩展到辨识、分析、控制和保护等众多领域。其中，配电网领域对PMU需求量大，尤其是随着大规模分布式电源和电动汽车等柔性负荷接入配电网，配电网的运行状态复杂，噪声更趋严重，潮流变化更加频繁，传统测量面临精度和速度方面的局限，导致电网安全可靠运行受到很大威胁，这对配电网中的PMU算法提出了更高要求。自PMU装置被专利技术至今，针对不同的应用场景，国内外学者已提出多种PMU算法，包括傅里叶变换算法、自适应调整采样率的相量算法、频域动态模型算法、FIR(FiniteImpulseResponse，有限长单位冲击响应)滤波器算法和小波变换算法等。但传统PMU算法，无法校验当前时刻有无衰减直流分量，同时无法在未知衰减时间常数，系统频率有偏差时准确计算电力信号幅值相角，从测试结果和现场应用来看，传统算法无法解决运算量和性能、精度和速度之间的矛盾。PMU正处在积极向配电网推广的阶段，由于当前PMU装置较低的相量精度以及在配网中应用场景的不适应性，导致其大规模推广受限，因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案成为目前本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种能够精准计算的同步相量测量方法、系统及装置。其具体方案如下：一种同步相量测量方法，包括：获取电力信号离散的采样信号；分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的所述采样信号进行求和，得到目标数值和、第一数值和、第二数值和；其中所述目标周波数据窗与所述第一周波数据窗相隔第一距离，所述目标周波数据窗和所述第二周波数据窗相隔第二距离；判断所述目标数值和是否大于所述第一数值和；如果否，判定所述采样信号中不含衰减直流分量；如果是，根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的时间常数；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值；判断所述第一初始幅值与所述第二初始幅值是否相等；如果是，判定所述采样信号中包含所述衰减直流分量；如果否，判定所述采样信号中不含所述衰减直流分量；根据所述采样信号，得到对应的修正相量；根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数。优选的，所述第一距离通过对取整得到；所述第二距离通过对取整得到；其中，f0为额定频率，Δf为当前频率偏离所述额定频率的差值。优选的，所述根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到衰减直流分量的时间常数的过程，具体包括：对计算式求解，得到所述时间常数；其中，SΣ为所述目标数值和，S'Σ为所述第一数值和，S”Σ为所述第二数值和，l'为所述第一距离，l”为所述第二距离，N为周波采样点数，Tc为所述时间常数。优选的，所述根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值的过程，具体包括：根据公式得到所述第一初始幅值；所述根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值的过程，具体包括：根据公式得到所述第二初始幅值；其中，C1为所述第一初始幅值，C2为所述第二初始幅值，Ts为所述电力信号的采样周期。优选的，所述根据所述采样信号，得到对应的修正相量的过程，具体包括：根据公式得到第一修正相量根据公式得到第二修正相量其中，为所述目标周波数据窗对应的所述采样信号经过DFT变换后的相量，为比较周波数据窗对应的采样信号经过DFT变换后的相量，所述比较周波数据窗与所述目标周波数据窗距离为l；若所述采样信号中不含所述衰减直流分量，若所述采样信号中包含所述衰减直流分量，则优选的，所述根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数的过程，具体包括：根据公式得到相角一阶系数θ1；根据公式得到所述电力信号的各项参数，所述各项参数包括幅值a和频率f；其中，优选的，所述A和所述B分别通过泰勒级数展开化简为：优选的，所述获取电力信号离散的采样信号的过程，包括：对所述电力信号进行同步等间隔采样，并进行离散化处理，得到离散的采样信号。相应的，本专利技术还公开了一种同步相量测量系统，包括：获取模块，用于获取电力信号离散的采样信号；求和模块，用于分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的所述采样信号进行求和，得到目标数值和、第一数值和、第二数值和；其中所述目标周波数据窗与所述第一周波数据窗相隔第一距离，所述目标周波数据窗和所述第二周波数据窗相隔第二距离；第一判断模块，用于判断所述目标数值和是否大于所述第一数值和；如果否，判定所述采样信号中不含衰减直流分量并触发第二计算模块；如果是，触发第一计算模块；所述第一计算模块，用于根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的时间常数；然后根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值；最后根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值；第二判断模块，用于判断所述第一初始幅值与所述第二初始幅值是否相等并触发所述第二计算模块；如果是，判定所述采样信号中包含所述衰减直流分量；如果否，判定所述采样信号中不含所述衰减直流分量；所述第二计算模块，用于根据所述采样信号，得到对应的修正相量；根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数。相应的，本专利技术还公开了一种同步相量测量装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文所述同步相量测量方法的步骤。本专利技术公开了一种同步相量测量方法，包括：获取电力信号离散的采样信号；分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的所述采样信号进行求和，得到目标数值和、第一数值和、第二数值和；其中所述目标周波数据窗与所述第一周波数据窗相隔第一距离，所述目标周波数据窗和所述第二周波数据窗相隔第二距离；判断所述目标数值和是否大于所述第一数值和；如果否，判定所述采样信号中不含衰减直流分量；如果是，根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的时间常数；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值；判断所述第一初始幅值与所述第二初始幅值是否相等；如果是，判定所述采样信号中包含所述衰减直流分量；如果否，判定所述采样信号中不含所述衰减直流分量；根据所述采样信号，得到对应的修正相量；根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数。通过本专利技术中的两次判断能够准确判断可能包含干扰信号的采样信号中是否存在直流衰减分量：只有目标数据和大于第一数据和，且第一初始幅值等于第二初始幅值时电力信号中存在直流衰减分量，并且此时已经准确获取了衰减直流分量的时间常数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步相量测量方法，其特征在于，包括：获取电力信号离散的采样信号；分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的所述采样信号进行求和，得到目标数值和、第一数值和、第二数值和；其中所述目标周波数据窗与所述第一周波数据窗相隔第一距离，所述目标周波数据窗和所述第二周波数据窗相隔第二距离；判断所述目标数值和是否大于所述第一数值和；如果否，判定所述采样信号中不含衰减直流分量；如果是，根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的时间常数；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值；判断所述第一初始幅值与所述第二初始幅值是否相等；如果是，判定所述采样信号中包含所述衰减直流分量；如果否，判定所述采样信号中不含所述衰减直流分量；根据所述采样信号，得到对应的修正相量；根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数。

【技术特征摘要】
1.一种同步相量测量方法，其特征在于，包括：获取电力信号离散的采样信号；分别对目标周波数据窗、第一周波数据窗和第二周波数据窗对应的所述采样信号进行求和，得到目标数值和、第一数值和、第二数值和；其中所述目标周波数据窗与所述第一周波数据窗相隔第一距离，所述目标周波数据窗和所述第二周波数据窗相隔第二距离；判断所述目标数值和是否大于所述第一数值和；如果否，判定所述采样信号中不含衰减直流分量；如果是，根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的时间常数；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值；根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值；判断所述第一初始幅值与所述第二初始幅值是否相等；如果是，判定所述采样信号中包含所述衰减直流分量；如果否，判定所述采样信号中不含所述衰减直流分量；根据所述采样信号，得到对应的修正相量；根据所述修正相量，确定所述电力信号的各项参数。2.根据权利要求1所述同步相量测量方法，其特征在于，所述第一距离通过对取整得到；所述第二距离通过对取整得到；其中，f0为额定频率，Δf为当前频率偏离所述额定频率的差值。3.根据权利要求2所述同步相量测量方法，其特征在于，所述根据所述目标数值和、所述第一数值和、所述第二数值和，计算得到衰减直流分量的时间常数的过程，具体包括：对计算式求解，得到所述时间常数；其中，SΣ为所述目标数值和，S'Σ为所述第一数值和，S”Σ为所述第二数值和，l'为所述第一距离，l”为所述第二距离，N为周波采样点数，Tc为所述时间常数。4.根据权利要求3所述同步相量测量方法，其特征在于，所述根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第一数值和，计算得到所述衰减直流分量的第一初始幅值的过程，具体包括：根据公式得到所述第一初始幅值；所述根据所述时间常数、所述目标数值和、所述第二数值和，计算得到所述衰减直流分量的第二初始幅值的过程，具体包括：根据公式得到所述第二初始幅值；其中，C1为所述第一初始幅值，C2为所述第二初始幅值，Ts为所述电力信号的采样周期。5.根据权利要求4所述同步相量测量方法，其特征在于，所述根据所述采样信号，得到对应的修正相量的过程，具体包括：根据公式得到第一修正相量根据公式得到第二修正相量其中，为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐全，于力，雷金勇，袁智勇，李鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44