一种电力系统相量频率测量方法技术方案

一种电力系统相量频率测量方法，对原始的定时间间隔离散化采样值序列先经过有限长冲击响应数字低通滤波器进行低通滤波，以消除原始输入信号中二次及二次以上谐波分量的干扰；对从第i个采样值开始的前推2T0时间内的采样值序列分别计算实部和虚部，由公式计算得出相位；根据公式计算得出修正后的当前的高精度频率值。本发明专利技术不受电源基准电平波动的干扰；当接入同一块A/D转换器的多路电力系统相量的频率不一致时也能适用，且不会持续受过去计算值的影响；同时精度也满足工程上的实际需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统及其自动化
，更准确地说是涉及。
技术介绍
电力系统相量的频率是一个重要的观测量，电力系统安全自动装置要实时测量其值，并根据其值的变化作出相应的控制措施。电力系统安全自动装置常用的频率测量方法是硬件过零检测法和根据离散傅立叶变换计算出相位进而再计算出频率的方法。上述两种方法都存在一定缺点。硬件过零检测法的精度容易受到电源基准电平轻微波动的干扰。 根据离散傅立叶变换计算出相位进而再计算出频率的方法的要点是相位要计算准确，相位如果计算不准确，频率计算精度就会受影响。离散傅立叶变换计算相位需要对采样模块进行锁相处理，锁相的原理是用过去的频率值来动态调整当前的采样间隔，使得采样间隔^与每周波采样点数N、周期T满足关系式ts 二-。电力系统安全自动装置常用的做法是多路相量在同一块A/D转换器上进行A/D采样。有些时候接入同一块A/D转换器的多路相量的频率并不一致。此时采用调整A/D转换器的采样脉冲使其进行同步采样的方案不再适用。另外，假设某一时刻锁相失败，就会持续影响到后续相位计算精度，进而影响频率计算精度。文献1和文献2分别提出了两种定间隔采样，然后再根据某种算法修正计算相位的方法。但这两种方法也存在一定缺点。文献1中的方法计算相位所必需的M值也持续受过去计算值的影响；文献2中的方法计算出来的频率的精度不是很理想。本专利技术提出了，不会持续受过去计算值的影响， 同时精度也满足工程上的实际需求。假设基波频率为I0 =50. 00Hz, T0 = ’时间内采样点数为N，则两点之间的采样间隔固定为Ts2 ；时间内的采样值序列可以定义为x(k)，k=0，l，……，2N-1。 定义II为圆周率常数；定义a为0. 0061常数；定义运算exp (d)为常数2. 71828183的d次方，即2.71828183d ；定义运算cos (d)和sin(d)分别为对d作余弦运算和正弦运算；定义实部权利要求1. ，其特征在于，包括以下步骤1)对原始的定时间间隔离散化采样值序列先经过有限长冲击响应数字低通滤波器进行低通滤波，以消除原始输入信号中二次及二次以上谐波分量的干扰；2)对从第i个采样值开始的前推2 ；时间内的采样值序列分别计算实部Tre卿)和虚^(灣，由公式计算得出_卿)；3)重复步骤I)、2)，可依次得到 #(2N,i + i)，d(2N,i + 2)，θ(2Ν, + 3)，…；4)假设当前采样值是第P个采样值，则其对应的相位为β(2Ν,ρ),由公式f(2N,p) =^--F2nTs F-=计算得到初次频率值5)对初次频率值fON，ρ)进行四舍五入处理得到round(f(2N，ρ))；给定一个事先人为设定的频率测量上限值Fh和下限值( Fh和f^均为整数)，gr0imd(f(2N，p))^ ，则认为计算出来的初次频率值不可信，同时将计算出来的初次频率值清零；否则根据roimd(f(2N，p))值查找事先人为设定的修正表得到 round (f (2N, ρ))值所对应的ν值；修正表在频率范围内和整数频率一一对应，修正表是这样得到的 给定原始信号序列，x(j) = sin (2m-f-i· "Ts),此处频率f给定为整数且f G ’ j=0’ 1,2,..·, 10N-1 ；在原始信号序列中每次取2N个连续的值作为一组采样值序列，由上述步骤1 4计算得到其初次频率值序列fX2N，j)；对|>2N + i的初次频率值序列f(2N, j),找出使关系式11>￡ (ε是一个人为设定的阀值)成立的所有j值，记为S (j)，对所有相邻的两个S (j)值取其差值的绝对值，并对上述所有差值的绝对值取平均值后再四舍五入取整，即可得到该频率f所对应的V值；改变频率f的值，则可一一求出在[FyFhI范围内，每个整数频率对应的V值，从而得到该修正表；6)根据公式f (2鳳ρ) = ^^'·-^~—-^计算得出修正后的当即的咼精 度频率值f (2 N, ρ)。全文摘要，对原始的定时间间隔离散化采样值序列先经过有限长冲击响应数字低通滤波器进行低通滤波，以消除原始输入信号中二次及二次以上谐波分量的干扰；对从第i个采样值开始的前推2T0时间内的采样值序列分别计算实部和虚部，由公式计算得出相位；根据公式计算得出修正后的当前的高精度频率值。本专利技术不受电源基准电平波动的干扰；当接入同一块A/D转换器的多路电力系统相量的频率不一致时也能适用，且不会持续受过去计算值的影响；同时精度也满足工程上的实际需求。文档编号G01R23/02GK102236048SQ201110162398公开日2011年11月9日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日专利技术者任建锋, 叶振风, 宣筱青, 曹一中, 李祝昆, 李雪明 申请人:南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电力系统相量频率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：１）对原始的定时间间隔离散化采样值序列先经过有限长冲击响应数字低通滤波器进行低通滤波，以消除原始输入信号中二次及二次以上谐波分量的干扰；２）对从第ｉ个采样值开始的前推２Ｔ０时间内的采样值序列分别计算实部　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　和虚部，由公式计算得出相位；３）重复步骤１）、２），可依次得到，，，…；４）假设当前采样值是第ｐ个采样值，则其对应的相位为，由公式计算得到初次频率值；５）对初次频率值ｆ（２Ｎ，ｐ）进行四舍五入处理得到ｒｏｕｎｄ（ｆ（２Ｎ，ｐ））；给定一个事先人为设定的频率测量上限值和下限值（和均为整数），若ｒｏｕｎｄ（ｆ（２Ｎ，ｐ））［］，则认为计算出来的初次频率值不可信，同时将计算出来的初次频率值清零；否则根据ｒｏｕｎｄ（ｆ（２Ｎ，ｐ））值查找事先人为设定的修正表得到ｒｏｕｎｄ（ｆ（２Ｎ，ｐ））值所对应的ｖ值；修正表在［］频率范围内和整数频率一一对应，修正表是这样得到的：给定原始信号序列，，此处频率ｆ给定为整数且，ｊ＝０，１，２，．．．，１０Ｎ－１；在原始信号序列中每次取２Ｎ个连续的值作为一组采样值序列，由上述步骤１～４计算得到其初次频率值序列ｆ（２Ｎ，ｊ）；对的初次频率值序列ｆ（２Ｎ，ｊ），找出使关系式（是一个人为设定的阀值）成立的所有ｊ值，记为ｓ（ｊ），对所有相邻的两个ｓ（ｊ）值取其差值的绝对值，并对上述所有差值的绝对值取平均值后再四舍五入取整，即可得到该频率ｆ所对应的ｖ值；　改变频率ｆ的值，则可一一求出在范围内，每个整数频率对应的ｖ值，从而得到该修正表；６）根据公式计算得出修正后的当前的高精度频率值。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任建锋，叶振风，宣筱青，李雪明，曹一中，李祝昆，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：84