[發明專利]一種電網標準電壓及畸變電壓分量的檢測方法

有效

• 申請號: 201410128904.2
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103869145B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 袁榮湘;左春祥;鄧翔天;劉旺
• 申請（專利權）人: 武漢康籟電氣有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

1.一種電網標準電壓及畸變電壓分量的檢測方法，基于以下定義：節點三相電壓為u_a、u_b、u_c為：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_a=\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\mathrm{\Σ}}}\[E_{k+}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek+}\right)+E_{k-}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek-}\right)+E_{k0}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek0}\right)\]\\ u_b=\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\mathrm{\Σ}}}\[E_{k+}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek+}-2\mathrm{\π}/3\right)+E_{k-}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek-}+2\mathrm{\π}/3\right)+E_{k0}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek0}\right)\]\\ u_c=\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\mathrm{\Σ}}}\[E_{k+}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek+}+2\mathrm{\π}/3\right)+E_{k-}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek-}-2\mathrm{\π}/3\right)+E_{k0}\sin \left(k\mathrm{\ω}t+{\mathrm{\θ}}_{ek0}\right)\]\end{array}\right.,$

其中，E_k+sin(kωt+θ_ek+)為a相k次電壓信號的正序電壓瞬時值，E_k-sin(kωt+θ_ek-)為k次電壓信號的負序電壓瞬時值，E_k0sin(kωt+θ_ek0)為k次電壓信號的零序電壓瞬時值，同理b,c相；

其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，電壓信號正交元素獲取模塊基于三相任意周期電壓信號建立矢量空間M的兩正交元素e_r(t)和e_i(t)；其中，矢量空間M為三相正序對稱的正弦電壓信號所組成的矢量空間；對于矢量空間M中的任一元素能夠由元素e_r(t)和e_i(t)線性表示，即元素e_r(t)和e_i(t)為空間M的一個完備正交基；

其中，

$e_i\left(t\right)=\left\{\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\ω}t& cos(\mathrm{\ω}t-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& cos(\mathrm{\ω}t+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right\}$

步驟2，正交元素離散處理模塊將步驟1電壓信號正交元素獲取模塊得到的兩正交元素e_r(t)和e_i(t)進行離散化處理得到{e_r1……e_rN}和{e_i1……e_iN}；

其中，e_rj＝{e_raj e_rbj e_rcj}

e_ij＝{e_iaj e_ibj e_icj}，j為1～N中任意正整數；

步驟3，元素投影處理模塊根據步驟2得到的離散化處理結果逆推獲取元素e_r(t)投影和元素e_i(t)投影即：

$\begin{array}{c}{\tilde{U}}_{rk}=\frac{1}{N}\underset{j=k-N}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\left(u_{aj}{e}_{raj}+u_{bj}{e}_{rbj}+u_{cj}{e}_{rcj}\right)\\ ={\tilde{U}}_{r\left(k-1\right)}+\left(u_{ak}{e}_{rak}+u_{bk}{e}_{rbk}+u_{ck}{e}_{rck}\right)-\left(u_{a\left(k-N-1\right)}{e}_{ra\left(k-N-1\right)}+u_{b\left(k-N-1\right)}{e}_{rb\left(k-N-1\right)}+u_{c\left(k-N-1\right)}{e}_{rc\left(k-N-1\right)}\right)\end{array}$

$\begin{array}{c}{\tilde{U}}_{ik}=\frac{1}{N}\underset{j=k-N}{\overset{k}{\Σ}}(u_{aj}{e}_{iaj}+u_{bj}{e}_{ibj}+u_{cj}{e}_{icj})\\ ={\tilde{U}}_{i(k-1)}+(u_{ak}{e}_{iak}+u_{bk}{e}_{ibk}+u_{ck}{e}_{ick})-(u_{a(k-N-1)}{e}_{ia(k-N-1)}+u_{b(k-N-1)}{e}_{ib(k-N-1)}+u_{c(k-N-1)}{e}_{ic(k-N-1)})\end{array}$

步驟4，由瞬時值處理模塊根據步驟3得到的投影和投影得到電壓正序分量的瞬時值；即：

其中，u_1ak為A相電壓正序分量的瞬時值，u_1bk為B相電壓正序分量的瞬時值，u_1ck為C相電壓正序分量的瞬時值；

步驟5，將步驟4得到的電壓正序分量的瞬時值與初始電壓相比較得到畸變電壓分量；即：

其中，u_ack為A相的畸變電壓分量，u_ak為A相的初始電壓分量，u_1ak為A相的瞬時正序分量；同理u_bck u_cck。