一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法技术

本发明专利技术公开了一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法，包括：计算继电保护装置的实际单点采样值；根据继电保护装置的实际单点采样值，计算继电保护装置的实际计算值；根据继电保护装置的采样理论值，计算继电保护装置的理论计算值；根据继电保护装置的原始信号值、实际计算值和理论计算值，计算继电保护装置的ADC采样误差和滤波算法误差；根据ADC采样误差和滤波算法误差，并结合继电保护精度标准要求，评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法


[0001]本专利技术涉及电力系统继电保护领域，并且更具体地，涉及一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法及装置。

技术介绍

[0002]继电保护装置主要根据电力系统中保护电量(电流、电压、功率、阻抗和频率等)的变化，来判断当前系统的运行状态。当系统发生故障时，流过故障设备的电压和电流将发生变化，为及时切除故障，保护装置应能及时准确的采集到故障特征量的变化。而模数转换器(ADC)芯片及采样回路作为继电保护数据采集系统的主要组成元件，采集到的数据是保护装置的重要数据来源，其性能的优劣直接决定了继电保护装置发出的命令的正确与否，也决定了保护动作的精度和速度，尤其是分辨率、噪声比等精度类指标的好坏直接影响保护判据需要的参数或故障特征量，一旦出现精度误差引起的采样信息异常，将会导致继电保护装置的错误动作，给电力系统造成严重的危害。
[0003]因ADC芯片精度问题导致继电保护装置在一些特殊工况下采样精度不满足标准要求导致误动或拒动的行为。但是，目前没有一套针对ADC芯片及滤波算法误差对继电保护装置中采样处理数据的影响的研究方案，导致继电保护动作的精度低以及可靠性差。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的继电保护动作的精度低以及可靠性差的技术问题，本专利技术提供一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法及装置。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法，包括：
[0006]计算继电保护装置的实际单点采样值；
[0007]根据继电保护装置的实际单点采样值，计算继电保护装置的实际计算值；
[0008]根据继电保护装置的采样理论值，计算继电保护装置的理论计算值；
[0009]根据继电保护装置的原始信号值、实际计算值和理论计算值，计算继电保护装置的ADC采样误差和滤波算法误差；
[0010]根据ADC采样误差和滤波算法误差，并结合继电保护精度标准要求，评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求。
[0011]可选地，计算继电保护装置的实际单点采样值，包括：
[0012]计算ADC芯片的有效位数；
[0013]根据ADC芯片的有效位数，考虑继电保护装置内互感器引起的误差，计算继电保护装置的实际单点采样值。
[0014]可选地，通过以下公式计算ADC芯片的有效位数N：
[0015][0016]式中，N为ADC芯片的有效位数，SNR为ADC芯片的最大信噪比。
[0017]可选地，根据ADC芯片的有效位数，考虑继电保护装置内互感器引起的误差，计算继电保护装置的实际单点采样值，包括：
[0018]根据ADC芯片的有效位数，通过以下公式计算ADC芯片的保护单点采样值的最大误差：
[0019][0020]式中，ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差；N为ADC芯片的有效位数；
±
I
MAX
为采样值的采样上下限；
[0021]考虑继电保护装置内互感器引起的误差，通过以下公式计算ADC芯片的输出值：
[0022]i＝K
trans
(I(n)+ε
T
)+ε
noise
；
[0023]式中，i为ADC芯片的输出值；K
trans
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路的综合变比；I(n)为瞬时采样值的理论值；ε
T
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路综合产生的误差；ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差；
[0024]基于ADC芯片的输出值，通过以下公式计算继电保护装置的实际单点采样值：
[0025][0026]式中，I
ADC
(n)为继电保护装置的实际单点采样值；K
trans
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路的综合变比；I(n)为继电保护装置的采样理论值；ε
T
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路综合产生的误差；ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差。
[0027]可选地，根据继电保护装置的实际单点采样值，计算继电保护装置的实际计算值，包括：
[0028]根据继电保护装置的类型，采用对应的傅里叶变换算法，并基于继电保护装置的实际单点采样值，通过以下公式计算继电保护装置的实际计算值：
[0029]i
ADC
＝F[I
ADC
(n)]；
[0030]式中，i
ADC
为继电保护装置的实际计算值；I
ADC
(n)为继电保护装置的实际单点采样值；F[X]为采用的傅里叶变换算法。
[0031]可选地，根据继电保护装置的采样理论值，计算继电保护装置的理论计算值，包括：
[0032]根据继电保护装置的类型，采用对应的傅里叶变换算法，并基于继电保护装置的采样理论值，通过以下公式计算继电保护装置的实际计算值：
[0033]i
F
＝F[I(n)]；
[0034]式中，i
F
为继电保护装置的采样理论值；I(n)为继电保护装置的采样理论值；F[X]为采用的傅里叶变换算法。
[0035]可选地，根据继电保护装置的原始信号值、实际计算值和理论计算值，计算继电保护装置的ADC采样误差和滤波算法误差，包括：
[0036]根据继电保护装置的实际计算值和理论计算值，通过以下公式计算继电保护装置的ADC采样误差：
[0037]ε
ADC
＝i
ADC
‑
i
F
；
[0038]式中，ε
ADC
为继电保护装置的ADC采样误差；i
ADC
为继电保护装置的实际计算值；i
F
为继电保护装置的采样理论值；
[0039]根据继电保护装置的原始信号值和理论计算值，通过以下公式计算继电保护装置的滤波算法误差：
[0040]ε
F
＝i
F
‑
i(t)；
[0041]式中，ε
F
为继电保护装置的滤波算法误差；i
F
为继电保护装置的采样理论值；i(t)为继电保护装置的原始信号值。
[0042]可选地，根据ADC采样误差和滤波算法误差，并结合继电保护精度标准要求，评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求，包括：
[0043]当采样值为交流电流时，根据ADC采样误差和滤波算法误差，利用以下公式评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求：
[0044]MA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价方法，其特征在于，包括：计算继电保护装置的实际单点采样值；根据继电保护装置的实际单点采样值，计算继电保护装置的实际计算值；根据继电保护装置的采样理论值，计算继电保护装置的理论计算值；根据继电保护装置的原始信号值、实际计算值和理论计算值，计算继电保护装置的ADC采样误差和滤波算法误差；根据ADC采样误差和滤波算法误差，并结合继电保护精度标准要求，评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算继电保护装置的实际单点采样值，包括：计算ADC芯片的有效位数；根据ADC芯片的有效位数，考虑继电保护装置内互感器引起的误差，计算继电保护装置的实际单点采样值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式计算ADC芯片的有效位数N：式中，N为ADC芯片的有效位数，SNR为ADC芯片的最大信噪比。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据ADC芯片的有效位数，考虑继电保护装置内互感器引起的误差，计算继电保护装置的实际单点采样值，包括：根据ADC芯片的有效位数，通过以下公式计算ADC芯片的保护单点采样值的最大误差：式中，ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差；N为ADC芯片的有效位数；
±
I
MAX
为采样值的采样上下限；考虑继电保护装置内互感器引起的误差，通过以下公式计算ADC芯片的输出值：i＝K
trans
(I(n)+ε
T
)+ε
noise
；式中，i为ADC芯片的输出值；K
trans
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路的综合变比；I(n)为瞬时采样值的理论值；ε
T
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路综合产生的误差；ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差；基于ADC芯片的输出值，通过以下公式计算继电保护装置的实际单点采样值：式中，I
ADC
(n)为继电保护装置的实际单点采样值；K
trans
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路的综合变比；I(n)为继电保护装置的采样理论值；ε
T
为继电保护装置内互感器、模拟放大电路综合产生的误差；ε
noise
为ADC芯片的保护单点采样值的最大误差。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据继电保护装置的实际单点采样值，计算继电保护装置的实际计算值，包括：根据继电保护装置的类型，采用对应的傅里叶变换算法，并基于继电保护装置的实际
单点采样值，通过以下公式计算继电保护装置的实际计算值：i
ADC
＝F[I
ADC
(n)]；式中，i
ADC
为继电保护装置的实际计算值；I
ADC
(n)为继电保护装置的实际单点采样值；F[X]为采用的傅里叶变换算法。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据继电保护装置的采样理论值，计算继电保护装置的理论计算值，包括：根据继电保护装置的类型，采用对应的傅里叶变换算法，并基于继电保护装置的采样理论值，通过以下公式计算继电保护装置的实际计算值：i
F
＝F[I(n)]；式中，i
F
为继电保护装置的采样理论值；I(n)为继电保护装置的采样理论值；F[X]为采用的傅里叶变换算法。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据继电保护装置的原始信号值、实际计算值和理论计算值，计算继电保护装置的ADC采样误差和滤波算法误差，包括：根据继电保护装置的实际计算值和理论计算值，通过以下公式计算继电保护装置的ADC采样误差：ε
ADC
＝i
ADC
‑
i
F
；式中，ε
ADC
为继电保护装置的ADC采样误差；i
ADC
为继电保护装置的实际计算值；i
F
为继电保护装置的采样理论值；根据继电保护装置的原始信号值和理论计算值，通过以下公式计算继电保护装置的滤波算法误差：ε
F
＝i
F
‑
i(t)；式中，ε
F
为继电保护装置的滤波算法误差；i
F
为继电保护装置的采样理论值；i(t)为继电保护装置的原始信号值。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据ADC采样误差和滤波算法误差，并结合继电保护精度标准要求，评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求，包括：当采样值为交流电流时，根据ADC采样误差和滤波算法误差，利用以下公式评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求：MAX(ε
F
+ε
ADC
)≤
±
0.02I
n
或式中，MAX(ε
F
+ε
ADC
)为继电保护装置动作值的绝对误差，为继电保护装置的动作值的相对误差；ε
F
为继电保护装置的滤波算法误差；ε
ADC
为继电保护装置的ADC采样误差；i(t)为继电保护装置的原始信号值；I
n
为继电保护装置采样电流额定值；当采样值为交流电压时，根据ADC采样误差和滤波算法误差，利用以下公式评价ADC芯片及滤波算法应用于继电保护算法中产生的误差是否满足标准要求：MAX(ε
F
+ε
ADC
)≤
±
0.02U
n
或
式中，MAX(ε
F
+ε
ADC
)为继电保护装置动作值的绝对误差，为继电保护装置的动作值的相对误差；ε
F
为继电保护装置的滤波算法误差；ε
ADC
为继电保护装置的ADC采样误差；u(t)为继电保护装置的原始电压值；U
n
为继电保护装置采样电压额定值。9.一种计及ADC芯片及滤波算法误差的继电保护精度评价装置，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惠平，施文，张嘉澍，杭天琦，李伟，张晓莉，刘宇，刘丹，张逸帆，夏烨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：