校正电网测控设备中相位误差的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种电网测控设备中校正相位误差的方法和相应的装置，用于校正由于测控设备硬件电路所产生的电压和电流之间的相位误差。该方法包括对电压或电流进行采样；然后延迟一段时间后对电流或电压进行采样；计算无功功率并将其与一阈值相比较从而确定相位误差的校正时间。本发明专利技术的方法和装置可以一次性的校正由电网测控设备硬件电路所产生的电流和电压的相位误差，所以经过本发明专利技术的方法和装置校正后，在测控设备后续的使用中，输入的电流和电压之间已经不在具有由硬件环境所产生的相位误差，无需再加入相位误差的计算，避免了后续测控过程中对于电压和电流的相位误差的运算，减少系统运算负担，提高系统处理能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电网测控设备中校正相位误差的方法和装置，特别是涉 及一种在电网测控设备中校正由硬件环境产生的电压和电流之间相位误差 的方法和装置。
技术介绍
在电网测控设备中，对于测控精度要求很高， 一般误差要求控制在2%。 以下。而作为电网测控设备测控对象的各个测控参量都要基于电流和电压这 两个基本量的测量，这就要求测量电流和电压时，两者之间不能存在由于测 控设备自身所引入的误差，以减小最终误差的产生，提高测控精度，因此电 压与电流的测量就成为控制电网测控系统精度的关键。在测控设备中，对电压和电流进行采样测量前，电能在该设备的硬件电 路中传输，并且会经过一系列处理过程，所述处理例如为通过采样保持放大 器放大。电流与电压在进行这种处理时是分别进行的，所以硬件环境的差异 会造成测控时的电流与电压之间存在相位误差。即使前述硬件环境的差异性 再小，由此产生的相位误差也会存在，并严重影响后续测控的精度。为了校正所述的相位误差，目前的测控设备中采用了相位测量方法，所 述相位测量方法例如为一阶线性插值、二次插值、相关分析法以及目前使用 最为广泛的数字化相位测量方法快速傅立叶变换(FFT)等。利用上述方法， 在采样测量电流和电压后计算电流与电压的相位误差，并将这一差值传递到 后续测控过程中，在后续的运算、测控中加入该差值，以校正电流和电压之 间的相位误差，提高测控精度。但是采用上述方法的测控设备在每次进行电网实际的测控时，都要进行 上述相位测量过程，实时计算相位误差，并在后续的测控过程中加入该差值。 然而在高精度的要求下测量、计算所述的相位误差的计算量大、消耗的时间 长，使得计算系统负担很重，并且增加了处理时间。因此，在校正所述相位误差时，上述校正方法已经无法满足进一步提高 处理速度，减轻计算系统负担的要求，逐渐成为电网测控设备技术发展中的 一个瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出 一种电网测控设备中校正相位误差的方法和装 置，其采用非计算的方法， 一次性的彻底校正相位误差，使得后续测控过程 中无须再加入所述相位误差的计算，并且在该次校正后再次使用时也无须再 进行校正，该方法能够满足进一步提高处理速度，减轻计算系统负担的要求。为实现上述目的，本专利技术提出一种电网测控设备中校正相位误差的方法 和装置，用于一次性校正测控设备中存在的相位误差，所述相位误差特别为电流和电压之间的相位误差。该方法包括步骤对电压或者电流进4亍采样； 延迟一段时间；延时后如果前一次采样对象为电压则对电流进行采样，如果 前一次采样对象为电流则对电压进行采样；利用采样得到的电流电压值计算 无功功率，将无功功率与一阈值相比较；当无功功率小于所述阈值时，确定 延迟时间为相位i吴差的才交正时间。本专利技术的方法和装置在实际测控前使用，以校正实际测控时进入测控设 备的电流与电压之间由于测控设备自身硬件环境所造成的相位误差。在所述 相位误差校正的过程中，校正使用的电流与电压在输入测控设备之前相位差 为零。因为，在校正所述由测控设备自身硬件环境造成的相位误差时，比较 无功功率的步骤中要求无功功率近似为零，即要求电压与电流之间基本不存 在相位差，以判断所述的相位误差是否已经得到校正，如果校正时输入测控 设备的电流与电压之间存在相角，即相位差不为零，那么该相位差将会被认 为是由硬件电路所产生的相位误差的一部分，导致校正值产生偏差，影响测 控设备的校正结果。本专利技术的方法中，延迟时间的初始值可以为零，也可以在确定硬件电路 存在相位误差的情况下设定为一个很小的时间值，以加快校正过程。本专利技术的方法中，当比较无功功率的步骤中所述无功功率大于或等于所 述阈值时，还包括调整延迟时间的步骤，并将调整后的延迟时间与采样周期 比较，如果大于或等于采样周期则结束校正过程，如果小于采样周期则重新 开始进行最初的采样步骤。在釆样电流或电压的步骤中，每次只对一个测量参量进行采样，即每次 采样时只采样电流或只采样电压，电流与电压的采样不存在先后顺序，即可 以先对电压进行采样，也可以先对电流进行采样。在计算无功功率的步骤中，计算无功功率的方法可以采用将电流与电压 的瞬时值相乘得到无功功率值。在比较得到的无功功率与一阈值的步骤中，该阈值可以为零，在确定硬 件电路存在一定相位误差的情况下也可以根据所需要达到的精度确定，即无 功功率最大值与一小于或等于所述精度的因数的乘积为该阔值。在调整延迟时间的步骤中，延迟时间的调整方法可以采用每次增大一个 固定的步长的方法，也可以采用每次增大一个变化的步长的方法。所述步长 根据测控设备的采样周期确定。在确定延迟时间的步骤中，将该次循环的延迟时间作为最终的延迟时间 也就是相位误差的校正时间，并记录在测控设备中。在后续的测控过程中， 不再需要所述的相位误差的校正时间，因为经过校正以后电流与电压之间已 经不存在相位误差。并且在再次使用该测控设备时，也不需要再进行相位误 差的校正，因为由测控设备自身硬件环境所造成的相位误差不会再改变，而 该相位误差已经由记录在测控设备中的相位误差的校正时间进行校正，所以 可以直接使用该测控设备。本专利技术还提出一种相应的装置中，该装置包括采样单元、计算单元、比 较单元以及记录单元。基于与前述方法相同的原因，在采用该装置校正相位 误差时，输入测控装置的电流和电压之间的相位差应当为零。在本专利技术的装置中，采样单元用于在一延迟时间的前、后分别对电压、 电流或者电流、电压进行釆样，并将采样得到的电压和电流值传送至一计算 单元；计算单元，用于接收所述电压和电流值，以计算得到的无功功率值， 并将计算结果传送至一比较单元；比较单元，用于接收所述无功功率值，将 无功功率与一阈值比较；记录单元，用于所述无功功率值小于所述阈值时， 记录所述延迟时间作为相位误差的校正时间，以供再次对所述测控设备进行 校正时直接调用。在本专利技术的装置中，延迟时间的初始值可以为零，也可以在确定硬件电 路存在相位误差的情况下设定为一个很小的时间值，以加快校正过程。本专利技术的装置还包括一延时单元，当比较单元中所述无功功率大于或者等于所述阈值时，比较单元将延迟时间传送至所述延时单元，该延时单元用 于调整延迟时间，并将调整后的延迟时间传送至比较单元，比较单元将调整 后的延迟时间与采样周期比较，如果大于或者等于采样周期则结束校正过 程，如果小于采样周期则控制采样单元重新开始采样。所述的阈值为零，或 者由测控设备需要达到的精度决定，即无功功率最大值与一小于或等于所述 精度的因数的乘积为该阈值。延时单元对于延迟时间T的调整为每次增大一个固定的步长或者一个 变化的步长，所述步长根据测控设备的采样周期确定。本专利技术的方法和装置可以在测控设备进行实际测控之前，采用非计算方 法一次性校正由测控设备自身硬件环境造成的电流与电压之间的相位误差， 有助于在保持测控精度的情况下，提高相位误差校正效率，减轻计算系统负 担。附图说明图1是本专利技术校正电网测控设备中相位误差的方法的流程图；以及 图2是本专利技术校正电网测控设备中相位误差的装置的示意图。具体实施例方式利用本专利技术的方法和装置进行由测控设备自身硬件环境造成的相位误 差时，校正所使用的电流与电压输入之间的相位差应为零，即电流与电压是 同相的。这样是为了避免在校正过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种校正电网测控设备中相位误差的方法，用于校正由测控设备自身产生的电流与电压之间的相位误差，其特征在于，该方法包括步骤：　１）对电压或者电流进行采样；　２）延迟一段时间；　３）延时后，如果步骤１）中对电压进行采样，则采样电流，如果步骤１）中对电流进行采样，则采样电压；　４）利用步骤１）与步骤３）采样得到的电压和电流值计算无功功率；　５）将步骤４）计算得到的无功功率与一阈值进行比较；以及　６）当所述无功功率小于或者等于所述阈值时，确定步骤２）中所述的延迟时间为相位误差的校正时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯勇，
申请(专利权)人：西门子电力自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]