[發明專利]一種測量電力系統信號頻率及諧波參數的方法

無效

• 申請號: 201310092422.1
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103197141A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王玲;徐柏榆;盛超;李玎;趙艷軍;劉開培;樂健;張俊敏;汪立
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑

1.一種測量電力系統信號頻率及諧波參數的方法，包括以下步驟：

步驟a：以固定采樣頻率f_s采樣電力系統信號：得x(n)；對該信號進行加6項Rife-Vincent（I）窗W(n)截斷，得到：x_m(n)=x(n)·W(n)n=0…N-1，N為數據窗的長度；對截斷的信號進行離散傅里葉變換，如式（2）所示，得：

Xm(k)=N2Σn=0N-1(An/2)×[ejθnW(π(k·Δf-n·f0)/fs)]---(2)]]>

式（2）中，X_m(k)：x_m(n)的離散傅里葉變換值；A_n,θ_n：第n次諧波的幅值和初始相位；W(π(k·△f-n·f₀)/f_s)：窗函數W(n)的離散傅里葉變換值；△f：離散頻率間隔，且Δf=fsN;]]>

所述的6項Rife-Vincent（I）窗W(n)為：

w(n)=Σi=0K(-1)ibicos(2πNin),n=0,1,...,N-1---(1)]]>

其中：b₀=1;b₁=5/3;b₂=20/21;b₃=5/14;b₄=10/126;b₅=1/126;

步驟b：在步驟a中，基波峰值頻率f₀=k₀·△f很難正好位于離散譜線頻點上，即k₀一般不是整數；設峰值點左右兩側的譜線分別為第k₁和k₂條，這兩條譜線應是峰值點附近幅值最大和次最大的譜線；顯然地，k₁<k₀<k₂=k₁+1；令k₁和k₂所對應的譜線幅值分別是y₁和y₂，可得到：

y1y2=|W(2π(k1-k0)/N)W(2π(k2-k0)/N)|---(3);]]>

步驟c：對于給定的窗函數，將目前的雙譜線插值法進行優化，計算曲線擬合的系數；由上式可以計算出唯一未知量k₀，由于0≤k₀-k₁≤1，為簡化運算，引入參數α=k₀-k₁，則有：

β=y2-y1y2+y1|W(2π(-α+1)/N-W(2π(-α)/NW(2π(-α+1)/N+W(2π(-α)/N|---(4);]]>

且當N較大時，上式一般可以簡化為：

α=g^-1(β)???（5）；

采用多項式逼近方法計算該式；

步驟d：用次強譜線的信息于幅值修正：直接對k₁和k₂兩根譜線幅值進行加權平均，從而計算出實際的峰值點的幅值，其相應幅值計算公式如式（6）所示：

A=2(y2+y1)|W(2π(0.5-α)N)|+|W(2π(-α-0.5)N)|---(6)]]>

假設兩根譜線采用的權重與其各自的幅值成正比，對于一般的實系數窗函數采用多項式逼近求出函數的近似計算公式，結果中將不含有奇次項，這樣，雙峰譜線修正算法的計算公式就可改寫為式（7）所示：

A=N^-1(y₁+y₂)(b₀+b₂β²+...+b_2lβ^2l)???（7）；

幅值的計算公式如式（8）所示：

θ=arg[X(k₁·△f)]+π/2-arg[W(2π·(k₁-k₀)/N]???（8）

步驟e：根據前面的步驟可以得到基波頻率f₁=f₀，接下來計算第i次諧波的幅值和相角：在(i·f₁-5)～(i·f₁+5)范圍中再尋求相應的y₁和y₂，回到步驟b，一直到所有諧波計算完畢；

步驟f：進行相關的誤差分析。