本发明专利技术提供了一种交流电气量测定装置及交流电气量测定方法，以测定对象即交流电压频率的2倍以上的采样频率进行采样，对采样得到的连续的至少3个电压瞬时值数据进行平方积分运算来求得电压振幅，将该电压振幅归一化来计算归一化电压振幅，并对3个电压弦长瞬时值数据进行平方积分运算，将求得的电压弦长归一化来计算归一化电压弦长，其中，所述3个电压弦长瞬时值数据表示包含以该采样频率进行采样并计算归一化电压振幅时使用的3个电压瞬时值数据在内的连续的至少4个电压瞬时值数据中相邻2个电压瞬时值数据间的端部距离，使用这些归一化电压振幅及归一化电压弦长来计算一个采样周期时间内的旋转相位角，使用计算出的旋转相位角来计算交流电压的频率。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，随着电力系统内的潮流日益复杂，要求高可靠性且高品质的电力供应，特别是提高用于测定电力系统的电气量(交流电气量)的交流电气量测定装置的性能，变得越来越有必要。以往，作为这种交流电气量测定装置，有例如下述专利文献1、2所示的装置。在专利文献I (保护控制测量系统)及专利文献2 (广域保护控制测量系统)中，揭示了将相位角的变化分量(微分分量)作为由额定频率(50Hz或60Hz)产生的变化量来求得实际系统的频率的方法。 在这些文献中，揭示了以下公式作为求得实际系统的频率的计算式，下述非专利文献I中也示出了这些计算式。2πΔ '=ι1φ/(1 f (Hz) = 60+Af另外，下述专利文献3为本申请专利技术人的在先专利技术，该专利技术的内容将在后文中进行叙述。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2009 - 65766号公报专利文献2 :日本专利特开2009 - 71637号公报专利文献3 :日本专利特开2007 - 325429号公报非专利文献非专利文献“IEEEStandard for Power Synchrophasors forPowerSystems^page 30，IEEE Std C37. 118-200
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述，专利文献1、2及非专利文献I中所示的方法是通过对相位角的变化分量进行微分计算来求得的方法。然而，实际系统的频率瞬时值的变化既频繁又复杂，微分计算非常不稳定。因此，存在以下问题，即对于例如频率测定，无法得到足够的计算精度。此外，由于上述方法将额定频率(50Hz或60Hz)作为初始值来进行计算，因此存在以下问题，即，在计算开始时，对于测定对象在偏离系统额定频率的状态下动作的情况，会产生测定误差，对于偏离系统额定频率的程度较大的情况，测定误差会变得非常大。有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种，即使是测定对象在偏离系统额定频率的状态下动作的情况，也可以进行高精度的交流电气量测定。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述问题以达到目的，本专利技术所涉及的交流电气量测定装置包括归一化电压振幅计算部，该归一化电压振幅计算部以测定对象即交流电压的频率的2倍以上的采样频率对该交流电压进行采样，对采样得到的连续的至少3个电压瞬时值数据进行平方积分运算而求得电压振幅，通过将该电压振幅归一化来计算归一化电压振幅；归一化电压弦长计算部，该归一化电压弦长计算部对3个电压弦长瞬时值数据进行平方积分运算来求得电压弦长，通过将该电压弦长归一化来计算归一化电压弦长，其中，所述3个电压弦长瞬时值数据表示包含以所述采样频率进行采样并计算所述归一化电压振幅时使用的3个电压瞬时值数据在内的连续的至少4个电压瞬时值数据中相邻2个电压瞬时值数据间的端部距离；以及频率计算部，该频率计算部使用所述归一化电压振幅及所述归一化电压弦长来计 算一个采样周期时间内的旋转相位角，并使用计算出的旋转相位角来计算所述交流电压的频率。专利技术效果根据本专利技术所涉及的交流电气量测定装置，具有如下效果，即，即使是测定对象在偏离系统额定频率的状态下动作的情况，也可以进行高精度的交流电气量测定。附图说明图I是表示复平面上的归一化电压振幅对称群的图。图2是表示复平面上的归一化电压弦长对称群的图。图3是表示复平面上的归一化电压振幅和归一化电压弦长的关系的图。图4是表示配置在复平面上的六个电压旋转矢量的图。图5是表示配置在复平面上的八个电压旋转矢量的图。图6是表示配置在复平面上的电压矢量、电流矢量及功率矢量的一个示例的图。图7是表示复平面上的归一化功率对称群的图。图8是表示本实施方式所涉及的交流电气量测定装置I的功能结构的图。图9是表示交流电气量测定装置中的处理流程的流程图。图10是表示执行第一次模拟时的电压瞬时值的波形、及基于该电压瞬时值计算出的归一化电压振幅和归一化弦长的图。图11是表示第一次模拟中计算出的旋转相位角的图。图12是表示第一次模拟中计算出的实际频率的图。图13是表示第一次模拟中计算出的实际电压振幅的图。图14是表示第二次模拟中计算出的归一化电压振幅、归一化弦长及实际电压振幅的图。图15是表示第二次模拟中计算出的旋转相位角的变化的图。图16是表示执行第二次模拟中时的频率增益特性的图。图17是表示第三次模拟中计算出的归一化有功功率及实际有功功率的图。图18是表示第三次模拟中计算出的归一化无功功率及实际无功功率的图。图19是表示第三次模拟中计算出的归一化电压电流间相位角及实际无功功率的图。图20是表示第四次模拟中计算出的旋转相位角的图。图21是表示第四次模拟中计算出的实际频率的图。图22是表示第四次模拟中计算出的归一化电压振幅及实际电压振幅的图。图23是表示第四次模拟中计算出的归一化电流振幅及实际电流振幅的图。图24是表示第四次模拟中计算出的归一化有功功率及实际有功功率的图。图25是表示第四次模拟中计算出的归一化无功功率及实际无功功率的图。图26是表示第四次模拟中计算出的归一化电压电流间相位角及实际电压电流间 相位角的图。图27是表示第一比例系数(归一化电压振幅弦长比例系数)和旋转相位角的关系的图。图28是表示第一比例系数(归一化电压振幅弦长比例系数)和第二比例系数(采样频率比例系数)的关系的图。图29是表示使用采样频率同定方法来计算实际频率的步骤的流程图。具体实施例方式下面参照附图，对本专利技术的实施方式所涉及的交流电气量测定装置进行说明。另夕卜，本专利技术不限于以下所示的实施方式。实施方式在对本实施方式所涉及的进行的说明中，首先，对构成本实施方式要旨的交流电气量测定方法的概念(算法)进行说明，之后，对本实施方式所涉及的交流电气量测定装置的结构及动作进行说明。另外，在以下的说明中，在小写的字母中，带括号的(例如“V (t) ”)表示矢量，不带括号的(例如“V2”)表示瞬时值。此外，大写的字母(例如“Vf”)表示有效值或者振幅值。图I是表示复平面上的归一化电压振幅对称群的图。图I中，在复平面上分别表示了当前时刻的电压旋转矢量v(t)、比当前时刻提前I个采样周期T (相当于采样周期频率一个步长的时间)的时刻下的电压旋转矢量v(t-T)、以及比当前时刻提前两个采样周期(2T)的时刻下的电压旋转矢量V (t-2T)。这里对这三个电压旋转矢量进行研究。首先，这三个电压旋转矢量是以相同的旋转速度在复平面上进行逆时针旋转的旋转矢量，且利用采样周期T表示为下式。 v(t) 二V(I^T) = Vejrt > '-CD ￥(t-2T) = Veliwl^ws在上式(I)中，V为实际电压振幅。此外，ω为旋转角速度，并表示为下式。ω = 2 31 f ... (2)在上式(2)中，f为实际频率。此外，式(I)中的一个采样周期T表示为下式。权利要求1.一种交流电气量测定装置，其特征在于，包括 归一化电压振幅计算部，该归一化电压振幅计算部以测定对象即交流电压的频率的2倍以上的采样频率对该交流电压进行采样，对采样得到的连续的至少3个电压瞬时值数据进行平方积分运算来求得电压振幅，通过将该电压振幅归一化来计算归一化电压振幅； 归一化电压弦长计算部，该归一化电压弦长计算部对3个电压弦长瞬时值数据进行平方积分运算来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：关建平，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：
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