一种电网相位差检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电网相位差检测方法及系统。所述检测方法，分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n‑1个历史采样时刻的第一电网和第二电网的电压值，并分别存入第一数组和第二数组，将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，存入第三数组；然后，利用第一数组、第二数组和第三数组，基于微积分原理计算第一电网和第二电网的相位差。本发明专利技术的检测方法利用历史数据，基于微积分原理计算第一电网和第二电网的相位差，避免了由于电压和频率波动等问题带来的检测误差，提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电网相位差检测方法及系统
本专利技术涉及电网连接管理
，特别是涉及一种电网相位差检测方法及系统。
技术介绍
在现有的电力系统中，通常根据负荷情况调整供电线路的连接关系。以35kV的电网为例，通常可以由220kV的线路或110kV的线路经降压变压器后得到。在实际电网中，220kV侧的变压器一般采用星型接法，而110kV和35kV侧的变压器则主要采用角型接法。这导致了从220kV电网降压得到的35kV线路与从110kV电网降压得到的35kV线路存在电压相位差。若该相位差过大，则不能进行并网和合环等操作，否则会产生巨大的故障电流，损坏电网设备并造成电力系统故障。现有的相位差检测方法如图1所示，采用了硬件过零点检测的方案：首先检测两个正弦波各自的过零点时刻，之后作差得到相位差。例如采用比较器将正弦波与零电压进行比较，根据比较器的输出信号的翻转时刻得到过零点。但是基于过零点检测的方案容易受到电磁和信号畸变等因素的干扰。如何克服相位差检测过程中电磁和信号畸变等因素的干扰，提高相位差检测的精度，成为一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电网相位差检测方法及系统，以克服相位差检测过程中电磁和信号畸变等因素的干扰，提高相位差检测的精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种电网相位差检测方法，所述检测方法包括如下步骤：分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n-1个历史采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，得到第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列，分别将第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列存入第一数组和第二数组；将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组；将第一数组中的前n-m个元素与第二数组中的前n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第一计算结果；其中，所述第一计算结果为第一电网与第二电网的相位差的余弦值的S倍，m表示第一电网或第二电网的0到90度的相位区间对应的采样时刻的个数；将第一个数组中的前n-m个元素与第三数组中的n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第二计算结果；所述第二计算结果为第一电网与第二电网的相位差的正弦值的S倍；根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差。可选的，所述将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组，具体包括：将第二数组中的后n-m个元素存入第三数组。可选的，所述根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差，具体包括：计算所述第一计算结果与所述第二计算结果的比值的反正切值，作为第一电网和第二电网的相位差。可选的，所述根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差，之后还包括：判断所述相位差是否小于电位差阈值，得到判断结果；若所述判断结果表示是，则等待采集下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，并利用下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值更新所述第一数组和所述第二数组；返回步骤“将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组”；若所述判断结果表示否，则停止所述第一电网和所述第二电网的并网和合环。可选的，所述利用下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值更新所述第一数组和所述第二数组，具体包括：分别将第一数组和第二数组的最后一个元素移除；分别将第一数组和第二数组的前n-1个元素向后平移一个元素；分别将下一个采样时刻采集的第一电网的电压值和第二电网的电压值作为第一数组和第二数组的第一个元素。一种电网相位差检测系统，所述检测系统包括：数据采集模块，用于分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n-1个历史采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，得到第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列，分别将第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列存入第一数组和第二数组；相位平移模块，用于将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组；第一计算模块，用于将第一数组中的前n-m个元素与第二数组中的前n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第一计算结果；其中，所述第一计算结果为第一电网与第二电网的相位差的余弦值的S倍，m表示第一电网或第二电网的0到90度的相位区间对应的采样时刻的个数；第二计算模块，用于将第一个数组中的前n-m个元素与第三数组中的n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第二计算结果；所述第二计算结果为第一电网与第二电网的相位差的正弦值的S倍；相位差计算模块，用于根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差。可选的，所述相位平移模块，具体包括：相位平移子模块，用于将第二数组中的后n-m个元素存入第三数组。可选的，所述相位差计算模块，具体包括：相位差计算子模块，用于计算所述第一计算结果与所述第二计算结果的比值的反正切值，作为第一电网和第二电网的相位差。可选的，所述检测系统包括：判断模块，用于判断所述相位差是否小于电位差阈值，得到判断结果；数组更新模块，用于若所述判断结果表示是，则等待采集下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，并利用下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值更新所述第一数组和所述第二数组；返回步骤“将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组”；并网和合环停止模块，用于若所述判断结果表示否，则停止所述第一电网和所述第二电网的并网和合环。可选的，所述数组更新模块，具体包括：第一数组更新子模块，用于分别将第一数组和第二数组的最后一个元素移除；第二数组更新子模块，用于分别将第一数组和第二数组的前n-1个元素向后平移一个元素；第三数组更新子模块，用于分别将下一个采样时刻采集的第一电网的电压值和第二电网的电压值作为第一数组和第二数组的第一个元素。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种电网相位差检测方法及系统，所述检测方法，首先，分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n-1个历史采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，得到第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列，并分别存入第一数组和第二数组；将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组；然后，将第一数组中的前n-m个元素与第二数组中的前n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第一计算结果；将第一个数组中的前n-m个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网相位差检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：/n分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n-1个历史采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，得到第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列，分别将第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列存入第一数组和第二数组；/n将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组；/n将第一数组中的前n-m个元素与第二数组中的前n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第一计算结果；其中，所述第一计算结果为第一电网与第二电网的相位差的余弦值的S倍，m表示第一电网或第二电网的0到90度的相位区间对应的采样时刻的个数；/n将第一个数组中的前n-m个元素与第三数组中的n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第二计算结果；所述第二计算结果为第一电网与第二电网的相位差的正弦值的S倍；/n根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网相位差检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
分别获取当前采样时刻及当前采样时刻之前的n-1个历史采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，得到第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列，分别将第一电网的电压时间序列和第二电网的电压时间序列存入第一数组和第二数组；
将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组；
将第一数组中的前n-m个元素与第二数组中的前n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第一计算结果；其中，所述第一计算结果为第一电网与第二电网的相位差的余弦值的S倍，m表示第一电网或第二电网的0到90度的相位区间对应的采样时刻的个数；
将第一个数组中的前n-m个元素与第三数组中的n-m个元素分别一一对应的相乘，并将得到的乘积相加，得到第二计算结果；所述第二计算结果为第一电网与第二电网的相位差的正弦值的S倍；
根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差。


2.根据权利要求1所述的电网相位差检测方法，其特征在于，所述将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组，具体包括：
将第二数组中的后n-m个元素存入第三数组。


3.根据权利要求1所述的电网相位差检测方法，其特征在于，所述根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差，具体包括：
计算所述第一计算结果与所述第二计算结果的比值的反正切值，作为第一电网和第二电网的相位差。


4.根据权利要求1所述的电网相位差检测方法，其特征在于，所述根据所述第一计算结果和所述第二计算结果，计算第一电网和第二电网的相位差，之后还包括：
判断所述相位差是否小于电位差阈值，得到判断结果；
若所述判断结果表示是，则等待采集下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值，并利用下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值更新所述第一数组和所述第二数组；返回步骤“将第二电网的电压时间序列的相位向前平移90度，并将相位平移后的第二电网的电压时间序列存入第三数组”；
若所述判断结果表示否，则停止所述第一电网和所述第二电网的并网和合环。


5.根据权利要求4所述的电网相位差检测方法，其特征在于，所述利用下一个采样时刻的第一电网的电压值和第二电网的电压值更新所述第一数组和所述第二数组，具体包括：
分别将第一数组和第二数组的最后一个元素移除；
分别将第一数组和第二数组的前n-1个元素向后平移一个元素；
分别将下一个采样时刻采集的第一电网的电压值和第二电网的电压值作为第一数组和第二数组的第一个元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：马治中，高志刚，马中静，刘永强，郭星，云晖，王红梅，赵扬，杜娟，邵云峰，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司吕梁供电公司，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14