一种同步相量确定方法、系统、装置及可读存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种同步相量确定方法、系统、装置及可读存储介质，包括：获取电力信号；根据电力信号获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；对电力信号进行离散化，得到采样信号组；根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；根据信号模型的已知参数，获取信号模型中待求参数的计算值；根据计算值，获取电力信号的基波相量参数。因为本发明专利技术在计算的信号模型中加入了间谐波分量、衰减直流分量，在频率偏差、谐波、间谐波和衰减直流分量等复杂电能质量环境下有较高精度，解决了传统算法无法同时处理强谐波、大频率偏差、衰减直流分量和间谐波影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种同步相量确定方法、系统、装置及可读存储介质
本专利技术涉及电路设计领域，特别涉及一种同步相量确定方法、系统、装置及可读存储介质。
技术介绍
随着大规模分布式能源的接入，电动汽车充电负荷的增长，配网的运行状态更加的复杂多变，传统的测量系统难以满足配网实时高效的要求。同步相量测量技术可快速准确获取电网动态运行情况，有效提升电网的可测、可观和可控水平。但由于配电网呈现出的随机性、高噪声和强谐波性，给配电网的同步相量测量技术带来了巨大挑战。自PMU(PhasorMearsurementUnit，同步相量测量装置)诞生，尤其是近几年，国内外学者提出了多种同步相量测量方法，归纳起来包括基于离散傅里叶变换及修正算法、基于频域动态模型算法、小波变换法、卡尔曼滤波算法和基于FIR(FiniteImpulseResponse，有限长单位冲激响应)算法等。但传统的算法主要针对传统主网的应用背景，在配网谐波、间谐波、频率偏差以及高噪声影响下，无法高精度的测量同步相量和频率。随着PMU在配网中的大范围应用，对同步相量的精度也提出了更高的要求，所以迫切需要提出一种适用于配电网强噪声和强谐波下的高精度同步相量测量方法。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是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强噪声、强谐波下的高精度同步相量确定方法、系统、装置及可读存储介质。其具体方案如下：一种同步相量确定方法，包括：获取电力信号；根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；对所述电力信号进行离散化，得到采样信号组；根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值；根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数。优选的，所述根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型的过程，具体包括：根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型，所述信号模型包括多次DFT变换结果，其中第k次DFT变换结果为k＝0,1,...,K，其中：其中h(n)为窗函数，α0＝fc/f0，αi＝fi/f0，其中i＝1,2,...,K，fc为所述实测基波频率，fi为所述间谐波对应的频率，f0为系统额定频率，为DFT变换系数确定，Tc为所述衰减时间常数，Ts为采样周期，R0和I0分别为基波相量的实部和虚部，Rhj和Ihj分别为第j次谐波或间谐波相量的实部和虚部，其中j＝1,2,...H，C′为衰减直流分量的初始幅值。优选的，所述根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值的过程，具体包括：联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数P的计算值。优选的，所述联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数P的计算值的过程，具体包括：联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，得到计算公式：其中为所述采样信号组，将M、A和所述信号采样组输入所述计算公式，获取所述待求参数P的计算值。优选的，所述gk根据M-1的条件数小于预设值的原则确定。优选的，所述根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数的过程，具体包括：根据所述计算值，获取所述基波相量的实部R0和虚部I0；获取所述基波相量的幅值和相角tanθ0＝I0/R0。优选的，所述对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型的过程，具体包括：根据所述电力信号的数据窗长度，从待选窗函数中选择目标窗函数；所述待选窗函数包括矩形窗函数、汉宁窗函数、汉明窗函数和/或5项rife-vincent窗函数；利用所述目标窗函数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到所述信号模型。相应的，本专利技术公开了一种同步相量确定系统，包括：获取模块，用于获取电力信号；第一计算模块，用于根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；离散化模块，用于对所述电力信号进行离散化，得到采样信号组；模型模块，用于根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；第二计算模块，用于根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值；第三计算模块，用于根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数。相应的，本专利技术还公开了一种同步相量确定装置，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确定方法的步骤。相应的，本专利技术还公开了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述同步相量确定方法的步骤。本专利技术公开了一种同步相量确定方法，包括：获取电力信号；根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；对所述电力信号进行离散化，得到采样信号组；根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值；根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数。因为信号模型中加入了间谐波分量、衰减直流分量，排除了间谐波分量、衰减直流分量对相量准确计算的干扰，本专利技术在频率偏差、谐波、间谐波和衰减直流分量等复杂电能质量环境下有较高的精度，解决了传统算法无法同时处理强谐波、大频率偏差、衰减直流分量和间谐波影响的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中一种同步相量确定方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例中多种窗函数的幅值曲线；图3为本专利技术实施例中一种电力信号的幅频响应曲线；图4为本专利技术实施例中一种电力信号的计算结果曲线；图5为本专利技术实施例中另一种电力信号的计算结果曲线；图6为本专利技术实施例中又一种电力信号的计算结果曲线；图7为本专利技术实施例中一种同步相量确定系统的结构分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种同步相量确定方法，参见图1所示，包括：S1：获取电力信号；S2：根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；其中，实测基波频率通过DFT(DiscreteFourierTransform，离散傅里叶变换)改进算法获得。将其与预设工频作商，可以作为中心频率自适应调整系数，用来重新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步相量确定方法，其特征在于，包括：获取电力信号；根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；对所述电力信号进行离散化，得到采样信号组；根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值；根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数。

【技术特征摘要】
1.一种同步相量确定方法，其特征在于，包括：获取电力信号；根据所述电力信号，获取实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数；对所述电力信号进行离散化，得到采样信号组；根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型；根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值；根据所述计算值，获取所述电力信号的基波相量参数。2.根据权利要求1所述同步相量确定方法，其特征在于，所述根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型的过程，具体包括：根据实测基波频率、间谐波的频率和衰减直流分量的衰减时间常数，对所述采样信号组进行加窗DFT变换，得到信号模型，所述信号模型包括多次DFT变换结果，其中第k次DFT变换结果为其中：其中h(n)为窗函数，α0＝fc/f0，αi＝fi/f0，其中i＝1,2,...,K，fc为所述实测基波频率，fi为所述间谐波对应的频率，f0为系统额定频率，为DFT变换系数确定，Tc为所述衰减时间常数，Ts为采样周期，R0和I0分别为基波相量的实部和虚部，Rhj和Ihj分别为第j次谐波或间谐波相量的实部和虚部，其中j＝1,2,...H，C′为衰减直流分量的初始幅值。3.根据权利要求2所述同步相量确定方法，其特征在于，所述根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数的计算值的过程，具体包括：联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数P的计算值。4.根据权利要求3所述同步相量确定方法，其特征在于，所述联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，根据所述信号模型的已知参数，获取所述信号模型中的待求参数P的计算值的过程，具体包括：联立所述信号模型中多次所述DFT变换结果，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐全，李鹏，袁智勇，雷金勇，于力，田兵，史训涛，简淦杨，白浩，姜臻，黄彦璐，张斌，
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