一种电源电压瞬时相位角实时估计方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电源电压瞬时相位角实时估计方法、装置及设备，该方法首先采集电源电压实时采样值，通过对电源电压的建立解析信号模型和扩展型卡尔曼滤波器对电源电压瞬时相位角进行实时估计计算。相比现有技术，该方法计算简单，抗干扰能力更强，精度和实时性更高，有效提高了电源电压初始相位角的计算精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种电源电压瞬时相位角实时估计方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及电力数据测量的
，具体涉及一种电源电压瞬时相位角实施估计方法。

技术介绍

[0002]相位角称“相角”，又称“相位”、“周相”、“位相”。交流电压的表达式为：u＝u
m
sin(ω t+φ)，在不同时刻的电压决定于(ωt+φ)的数值，(ωt+φ)就称相位，当t＝0时，φ称为初相角也称初始相位角。
[0003]发电机有三个绕组，每个绕组发出一个电压，形成三相电压。由于这三个绕组在位置上等分了一个圆周，即彼此相差360/3＝120度角，导致三相电压的幅度变化不一致，而是在内部存在一个延时，这个延时是旋转1/3圆周即120度的时间。这个角度差称为相位差。相位角是个相对值，而相位差是两个相位角之间的差。
[0004]由于电网的频率并不稳定，在工业环境中，在大量容性负载、感性负载以及二极管、晶体管整流负载影响下，电网的波形会发生一定的畸变，导致简单的反三角运算并不能精确地计算电网的相角及频率。而现有的计算电网电压瞬时相位角的方法中，其计算过程往本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源电压瞬时相位角实时估计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一：获取电源电压的瞬时测量值；步骤二：预设电源电压的震荡模型，并对该震荡模型进行希尔模特变换，得到电源电压的解析模型；步骤三：根据已知的电压幅度和角频率，建立扩展型卡尔曼滤波器量测方程，通过该扩展型卡尔曼滤波器量测方程计算所述电源电压的瞬时测量值与通过所述解析模型得到的估计值之间的误差变化率，并令该误差变化率为零；步骤四：采用该扩展型卡尔曼滤波器，对初始相位角进行实时估算，并根据得到的初始相位角，得到电源电压的瞬时相位角。2.根据权利要求1所述的一种电源电压瞬时相位角实施估计方法，其特征在于，步骤二具体包括如下步骤：设电源电压振荡模型为：v(t)＝Acos(ωt+φ)；对该电源电压震荡模型进行希尔伯特变换，得到该电源电压的解析模型为：V(t)＝Ae
j(ωt+φ)
其中：t为时间，v(t)为电源电压在t时刻的幅值，A为电压幅度，ω为电压角频率，φ为电压初始相位角，V(t)为电源电压瞬时值希尔伯特变换。3.根据权利要求2所述的一种电源电压瞬时相位角实时估计方法，其特征在于，步骤三具体包括如下步骤：令扩展型卡尔曼滤波器中状态变量x为初始相位角φ，由于初始相位角为常数，不随时间变换，因此扩展型卡尔曼滤波器系统方程为：x
k+1
＝x
k
其中，x
k
是第k时刻对状态变量x的估计值，即k时刻对初始相位角的估计值，由于初始相位角是常数，所以k时刻的值与k+1时刻保持一致；扩展型卡尔曼滤波器量测方程为：该量测方程的最终表达式为：其中：x
k
为k时刻初始相位角的估计值；x
k+1
为k+1时刻初始相位角的估计值；y
k+1
为电源电压瞬时测量值与估计值的误差变化率，h(x
k+1
)是扩展型卡尔曼滤波器的量测方程，由于初始相位角的估计值与真实值一致时该误差变化率为零，因此令该量测方程的结果为零；H(v
k+1
)为k+1时刻电源电压瞬时测量值的希尔伯特变换，是电压解析模型在k+1时刻的值，v
k+1
为k+1时刻的电源电压瞬时测量值。
4.根据权利要求3所述的一种电源电压瞬时相位角实时估计方法，其特征在于，采用扩展型卡尔曼滤波器对初始相位角进行最优估计，步骤四具体包括如下步骤：一步预估，k＝0即零时刻时，没有初始相位角的任何信息，所以可以在0
‑
360
°
中任选一个值，赋给x0，再根据以上公式得到一步预测，其中，表示初始相位角由k时刻到k+1时刻预估的状态向量，表示初始相位角在k时刻预估的状态向量，F
k
表示表示k时刻的系统矩阵；一步预测方差阵，由于k＝0即零时刻时，没有初始相位角的任何信息，所以...

【专利技术属性】
技术研发人员：代佳佳，汪振，林小龙，黄志聪，刘智聪，
申请(专利权)人：深圳市涞顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：