一种电力系统频率测量方法、母线电压校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电力系统频率测量方法、母线电压校正方法及装置，属于电力系统频率测量技术领域。本发明专利技术采用正序相电压计算电力系统的频率，对于电压模拟量无论是由于幅值突变还是中性点偏移所产生的角度误差，由三相电压相量合成计算出的正序分量都可有效抵消其中的误差和偏移量，因此本发明专利技术的测频方法不受电压过零点和谐波的影响，不仅能够准确测量稳态情况下电力系统的频率，而且有效解决了由于电压突变引起的频率测量误差大的问题。

A power system frequency measurement method, bus voltage correction method and device

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统频率测量方法、母线电压校正方法及装置
本专利技术涉及一种电力系统频率测量方法、母线电压校正方法及装置，属于电力系统频率测量

技术介绍
频率是电力系统的重要电气参数之一，电力系统安全自动装置要实时测量其值，并根据其值的变化做出相应的控制措施，因此对频率的测量精度直接影响了安全自动装置的动作正确性。目前安全自动装置大多采用对测量电压经离散傅里叶变换法计算频率，该算法具有内在的不敏感于谐波分量的特性，虽然能够准确测量稳态情况下电力系统的频率，但对于动态突然变化的信号会造成较大测量误差。例如，申请公布号为CN107064630A的中国专利申请，该专利公开了一种电力系统频率测量方法及装置，通过傅立叶变换计算三个时刻的线电压，并根据三个时刻的线电压的实部和虚部计算系统的当前频率，该方案虽然能够实现高精度的频率计算，但对突变信号仍会造成较大的测量误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电力系统频率测量方法及装置，以解决对与突变信号采用线电压进行频率计算导致的频率误差大的问题；本专利技术还提供了一种母线电压校正方法及装置，以解决目前缺少对母线电压进行校正的问题。本专利技术为解决上述技术问题而提供一种电力系统频率测量方法，该测量方法包括以下步骤：1)采集电力系统中接入的三相母线电压，通过傅立叶变换计算当前时刻、前1/P周波时刻、前2/P周波时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，其中P为正整数，且P大于1小于每周波的采样点数；2)根据得到各时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，确定各时刻的正序相电压的实部和虚部；3)根据各时刻的正序相电压的实部和虚部确定电力系统的计算频率，并根据该计算频率进一步确定当前频率。本专利技术还提供了一种电力系统频率测量装置，该测量装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术的基于正序相电压的电力系统频率测量方法。本专利技术采用正序相电压计算电力系统的频率，对于电压模拟量无论是由于幅值突变还是中性点偏移所产生的角度误差，由三相电压相量合成计算出的正序分量都可有效抵消其中的误差和偏移量，因此本专利技术的测频方法不受电压过零点和谐波的影响，不仅能够准确测量稳态情况下电力系统的频率，而且有效解决了由于电压突变引起的频率测量误差大的问题。进一步地，本专利技术还给出了具体的计算公式：所述步骤3)中计算频率确定所采用的计算公式为：其中f为电力系统的当前频率，Ts为采样间隔时间，k为1/P周波，U1s(n)和U1c(n)分别为当前时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-k)和U1c(n-k)分别为前1/P周波时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-2k)和U1c(n-2k)分别为前2/P周波时刻正序相电压的实部和虚部。进一步地，为了提高频率测量的精准性，根据该计算频率确定当前频率的过程：A.根据得到计算频率利用频率跟踪方式确定当前时刻和前一周波时刻各相母线电压有效值；B.判断步骤A得到的当前时刻各相母线电压有效值是否均小于第一设定电压门槛值，若均小于，则以电力系统的额定频率作为电力系统的当前频率；否则，根据当前时刻母线电压有效值和前一周波时刻母线电压有效值判断相电压是否发生突变，若发生，则以前一周波时刻的频率作为当前频率，若没有发生，则以步骤3)中的计算频率作为当前频率。进一步地，本专利技术还给出了频率跟踪法计算相电压有效值的公式，所述当前时刻各相母线电压有效值为：其中，Um为当前时刻相电压有效值，f为计算出的系统当前频率，f0为系统额定频率50Hz，n为采样序列，N为工频采样间隔每周采样点数，为系统当前频率的半周采样点数，u(n-M)为当前频率前半周前采样点正弦量值。进一步地，为了保证相电压突变判断的精准性，所述的步骤B中的相电压发生突变的判断原则是：当前时刻任一相母线电压有效值与前一周波时刻对应相母线电压有效值之差的绝对值大于第二设定门槛电压值。本专利技术还提供了一种电力系统母线电压的校正方法，该校正方法包括以下步骤：1)采集电力系统中接入的三相母线电压，通过傅立叶变换计算当前时刻、前1/P周波时刻、前2/P周波时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，其中P为正整数，且P大于1小于每周波的采样点数；2)根据得到各时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，确定各时刻的正序相电压的实部和虚部；3)根据各时刻的正序相电压的实部和虚部确定电力系统的计算频率，并根据该计算频率进一步确定当前频率；4)根据得到当前频率利用频率跟踪方式确定当前时刻各相母线电压有效值，实现对母线电压的校正。本专利技术还提供了一种电力系统母线电压的校正装置，该校正装置包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现本专利技术电力系统母线电压的校正方法。本专利技术采用正序相电压计算电力系统的频率，对于电压模拟量无论是由于幅值突变还是中性点偏移所产生的角度误差，由三相电压相量合成计算出的正序分量都可有效抵消其中的误差和偏移量，能够准确测量稳态情况下电力系统的频率，并依据得到的频率实现对母线电压的精确校准，提高母线电压的准确性。进一步地，本专利技术还给出了频率跟踪法计算相电压有效值的公式，所述当前时刻各相母线电压有效值为：其中，Um为当前时刻相电压有效值，f为计算出的系统当前频率，f0为系统额定频率，n为采样序列，N为工频采样间隔每周采样点数，为系统当前频率的半周采样点数，u(n-M)为当前频率前半周前采样点正弦量值。进一步地，所述步骤3)中计算频率确定所采用的计算公式为：其中f为电力系统的当前频率，Ts为采样间隔时间，k为1/P周波，U1s(n)和U1c(n)分别为当前时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-k)和U1c(n-k)分别为前1/P周波时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-2k)和U1c(n-2k)分别为前2/P周波时刻正序相电压的实部和虚部。附图说明图1是本专利技术的频率测量与现有频率测量的误差分析对比效果图；图2是本专利技术方法实施例在主接线中的接入位置示意图；图3是本专利技术于正序相电压的电力系统频率测量方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。本专利技术电力系统频率测量方法的实施例本专利技术根据电力系统接入的三相母线电压模拟量，首先采用全周傅氏算法依次计算出当前时刻、前1/P周波时刻、前2/P周波时刻正序相电压的实部和虚部，根据这三个时刻正序相电压的实部和虚部计算出系统的计算频率。同时为了提高频率测量的精准性，还采用具有频率跟踪功能的半周积分算法进一步对母线电压模拟量进行计算和校正，对得到的计算频率进行了防错处理，进一步确定当前频率。本实施例电力系统中主接线的接入位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力系统频率测量方法，其特征在于，该测量方法包括以下步骤：/n1)采集电力系统中接入的三相母线电压，通过傅立叶变换计算当前时刻、前1/P周波时刻、前2/P周波时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，其中P为正整数，且P大于1小于每周波的采样点数；/n2)根据得到各时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，确定各时刻的正序相电压的实部和虚部；/n3)根据各时刻的正序相电压的实部和虚部确定电力系统的计算频率，并根据该计算频率进一步确定当前频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力系统频率测量方法，其特征在于，该测量方法包括以下步骤：
1)采集电力系统中接入的三相母线电压，通过傅立叶变换计算当前时刻、前1/P周波时刻、前2/P周波时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，其中P为正整数，且P大于1小于每周波的采样点数；
2)根据得到各时刻的三相电压基波相量的实部和虚部，确定各时刻的正序相电压的实部和虚部；
3)根据各时刻的正序相电压的实部和虚部确定电力系统的计算频率，并根据该计算频率进一步确定当前频率。


2.根据权利要求1所述的电力系统频率测量方法，其特征在于，所述步骤3)中计算频率确定所采用的计算公式为：



其中f为电力系统的当前频率，Ts为采样间隔时间，k为1/P周波，U1s(n)和U1c(n)分别为当前时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-k)和U1c(n-k)分别为前1/P周波时刻正序相电压的实部和虚部，U1s(n-2k)和U1c(n-2k)分别为前2/P周波时刻正序相电压的实部和虚部。


3.根据权利要求1或2所述的电力系统频率测量方法，其特征在于，根据该计算频率确定当前频率的过程：
A.根据得到计算频率利用频率跟踪方式确定当前时刻和前一周波时刻各相母线电压有效值；
B.判断步骤A得到的当前时刻各相母线电压有效值是否均小于第一设定电压门槛值，若均小于，则以电力系统的额定频率作为电力系统的当前频率；否则，根据当前时刻母线电压有效值和前一周波时刻母线电压有效值判断相电压是否发生突变，若发生，则以前一周波时刻的频率作为当前频率，若没有发生，则以步骤3)中的计算频率作为当前频率。


4.根据权利要求3所述的电力系统频率测量方法，其特征在于，所述当前时刻各相母线电压有效值为：



其中，Um为当前时刻相电压有效值，f为计算出的系统当前频率，f0为系统额定频率，n为采样序列，N为工频采样间隔每周采样点数，为系统当前频率的半周采样点数，u(n-M)为当前频率前半周前采样点正弦量值。


5.根据权利要求3所述的电力系统频率测量方法，其特征在于，所述的步骤B中的相电压发生突变的判断原则是：当前时刻任一相母线电压有效值与前一周波时刻对应相母线电压有效值之差的绝对...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛林，余高旺，杨凯，龚赟，王莉，尹明，白申义，赵晓铎，蔺立，许圣龙，张延海，王宏杰，魏艳伟，马小燕，李磊，郑业兵，胡舒怡，赵琦，李亚爽，方陈，
申请(专利权)人：许昌许继软件技术有限公司，许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国网上海市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41