[發(fā)明專利]電網的電壓和電流信號的頻率偏移情況下同步相量修正的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210034781.7
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102590615A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 李梅;梁喆;高昕;高峻嶺
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;李梅
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析和控制領域，具體涉及一種電網的電壓和電流信號的頻率偏移情況下同步相量修正的方法。

背景技術

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定狀況歷來受到人們的普遍重視，隨著全球電力市場化的興起，電網的安全穩(wěn)定問題日益突出，這也導致近年來全世界大停電事故的發(fā)生頻率和嚴重程度都有增加的趨勢。為此，利用新的技術手段來加強電網的動態(tài)安全監(jiān)控的需求迫在眉睫。近年來，廣域測量系統(tǒng)的同步相量測量單元通過對電力系統(tǒng)各個節(jié)點的動態(tài)數(shù)據(jù)的同步采集，為電力系統(tǒng)在線應用中的分析和控制提供了數(shù)據(jù)源。

由于電網的頻率是時刻波動的，尤其是在故障情況下，實際頻率與理想基波頻率的偏差有可能很大。故僅利用采集的數(shù)據(jù)進行離散傅里葉變換(DFT)，求得的信號幅值和相角誤差很大，因此需對其進行一定的修正。目前有用鎖相環(huán)PLL技術對頻率進行跟蹤，有用泰勒展開模型的同步相量估計算法，并對DFT算法進行修正，有提用自適應采樣方法，消除非理想基波頻率下的DFT算法產生的頻率泄露造成的影響。以上方法都能取得較為理想的結果，并且能夠很好地跟蹤電網的頻率。但是在正確跟蹤電網頻率后，對于DFT變換所造成的誤差如何修正未給出具體方案。即使提出了相關的修正方案，但這種修正方案在Δf很小時，公式有可能出現(xiàn)0/0型，產生數(shù)據(jù)漂移。

發(fā)明內容

由于頻率的偏移會導致DFT變換后的幅值和相移的失真，然而在頻率跟蹤之后，如何修正DFT帶來的幅值和相角誤差是關鍵問題。本發(fā)明的目的是提供一種推導出幅差公式，并利用泛函中的一致逼近法，將表達式進行合理的修正，并在幅相空間也用同樣的方法進行了公式修正，最終給出了量化后的修正表達式頻率偏移情況下同步相量修正的方法。

電網的電壓和電流信號的頻率偏移情況下同步相量修正的方法，其特征在于，具體步驟如下：

假設輸入的電壓或電流信號是理想的正弦波信號，僅含有基波分量。令基波的理想頻率為f₀＝50Hz，對應的理想角頻率為w₀，周期為T₀；由于電力系統(tǒng)的實際頻率通常50Hz上下波動，故可以設基波的實際頻率為f＝f₀+Δf，對應的實際角頻率為w，周期為T，Δf表示實際頻率與理想基波之間的偏移量。因此輸入信號可表示為

x(t)＝U_msin(2πft+α₀)＝U_msin(2πf₀t+2πΔft+α₀)(1)

式中，U_m和α₀分別為輸入正弦信號的幅值和初相角。

式(1)的傅里葉變換為：

a=2T∫0T0x(t)sin(wt)dtb=2T∫0T0x(t)cos(wt)dt---(2)]]>

其中w＝2πf＝2π(f₀+Δf)，將(1)帶入(2)，可得：