一种基于数字滤波的无功功率测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于数字滤波的无功功率测量方法，属电力参数测量技术领域。该方法首先对从电网上测得的用于测量无功功率的模拟电压信号和模拟电流信号进行模数变换，得到离散的数字电压信号和数字电流信号。将上述数字电压信号经数字移相滤波Ｆ１后，得到信号ｕ′（ｎ），将数字电流信号ｉ（ｎ）经过数字移相滤波Ｆ２后，得到信号ｉ′（ｎ）。将上述信号ｕ′（ｎ）和ｉ′（ｎ）相乘，得到信号ｑ（ｎ），ｑ（ｎ）＝ｕ′（ｎ）×ｉ′（ｎ），对信号ｑ（ｎ）通过直流滤波，获得其直流成分Ｑ（ｎ），即为无功功率。本发明专利技术提出的无功功率测量方法，将模拟电压电流信号转化为数字采样信号之后所进行的处理工作都是数字化的，其设计结构简单，实现方法简便。由于应用了数字滤波移相方法，通过对滤波阶次和数据位数的控制，易于实现高精度的测量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，该方法依据一对包含谐波的工频电压和电流输入信号，获得对基波无功功率和各次谐波无功功率求和的总无功功率数据。本专利技术属电力参数测量

技术介绍
在电力系统中，无功功率和无功电能是十分重要的电量参数，无功的大小对电力系统的传输效率、电能质量有着非常大的影响，通过精确地计算出系统的无功，就能够采取相应的措施进行电网无功的分配调度，或者对无功负载进行补偿，抑制无功引起的输电线路损耗和电压衰落，从而达到改善电能质量的效果。因此，对无功的测量一直是人们研究的重要课题之一。如果一个二端口网络的端口电压是频率为f，有效值为U的交流信号，则其瞬时表达式为u(t)=2Usin2πft]]>如果端口的电流信号也是频率为f的交流信号，其瞬时表达式为 其中，电流参考方向是以电压参考的正端流入二端口方向为正，I为有效值，-是电流信号的相位角。根据交流信号无功功率的定义，这个二端口网络吸收的无功功率为Q＝UIsin上式也等同于 其中， 是交流信号的一个周期。上式说明，如果将单一频率的电压信号 延时 所得信号 与电流信号的乘积在一个周期T内进行积分，然后对周期时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字滤波的无功功率测量方法，其特征在于该方法包括如下步骤： （１）对从电网上测得的用于测量无功功率的一对模拟电压信号ｕ（ｔ）和模拟电流信号ｉ（ｔ），分别按相同的固定采样频率进行模数变换，得到离散的数字电压信号ｕ（ｎ）和数字电流信号ｉ（ｎ），选取的采样频率为测量所关心的最高Ｍ次谐波频率的两倍以上，并且满足计算精度的要求； （２）将上述第１步得到的数字电压信号ｕ（ｎ）经过第一组数字移相滤波Ｆ１后，得到信号ｕ′（ｎ），将上述第１步得到的数字电流信号ｉ（ｎ）经过第二组数字移相滤波Ｆ２后，得到信号ｉ′（ｎ）；上述两组数字移相滤波Ｆ１和Ｆ２的频域传输特性分别用Ｈ↓［Ｆ１］（ｅ↑［ｊω］...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞浩，俎云霄，李东霞，王赞基，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]