[發(fā)明專利]定頻采樣下數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710437642.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN107238753B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪龍峰;周杰文;任智仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威勝集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01R21/133
• 分類號(hào): G01R21/133
• 代理公司: 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業(yè)

本發(fā)明公開了一種定頻采樣下數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償方法，包括建立角差補(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表；根據(jù)實(shí)際頻率測(cè)量值計(jì)算數(shù)字移相對(duì)應(yīng)的平移點(diǎn)數(shù)，以及需要補(bǔ)償?shù)慕遣詈捅炔罘謩e在補(bǔ)償參數(shù)表中的索引值；根據(jù)索引值在參數(shù)表中獲取補(bǔ)償值，結(jié)合平移點(diǎn)數(shù)計(jì)算無功功率，從而完成無功功率的測(cè)量和補(bǔ)償。本發(fā)明通過在常規(guī)數(shù)字移相法基礎(chǔ)上增加角差和比差實(shí)時(shí)校正，即使在定頻采樣及頻率變化下也能時(shí)刻保證數(shù)字移相達(dá)到精確90度，從而實(shí)現(xiàn)無功功率的高準(zhǔn)確測(cè)量；該方法有效地解決了定頻采樣下常規(guī)數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率影響量誤差大的問題，其無功測(cè)量精度高，且不受頻率波動(dòng)的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種定頻采樣下數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

隨著國家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，電能已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)和生活中必不可少的二次能源，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了無盡的便利。

然而，電力系統(tǒng)中的無功含量與日漸增，由于無功電能在電網(wǎng)中流動(dòng)會(huì)引起供電電壓變化和輸電線路損耗，電力管理部門對(duì)無功的關(guān)注程度日益提高。因此，無功功率已經(jīng)成為電力系統(tǒng)電能質(zhì)量測(cè)量設(shè)備或儀器重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的參數(shù)之一，在無功補(bǔ)償場(chǎng)合更是不可或缺。電氣測(cè)量技術(shù)發(fā)展至今，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)無功功率測(cè)量作了大量研究，提出了各種數(shù)字測(cè)量方法，有基于簡單軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字移相法、微分法、積分法，以及基于復(fù)雜算法的傅里葉變換法、希爾伯特濾波器法等。

在上述無功功率測(cè)量方法中，數(shù)字移相法即采樣點(diǎn)平移法是一種簡單實(shí)用并且目前仍被廣泛使用的方法。該方法的基本原理是先將電壓或者電流采樣序列平移周期采樣點(diǎn)數(shù)的四分之一，然后累加平移后電壓電流的乘積，最后計(jì)算該累加值的整周期均值得到無功功率，用表達(dá)式描述如下：

其中：Q為無功功率，N為一周期的采樣點(diǎn)數(shù)，k為計(jì)算周期數(shù)，u(n)和i(n)分別為電壓和電流的第n個(gè)采樣點(diǎn)值，u(n-N/4)和i(n-N/4)分別為電壓和電流的第n-N/4個(gè)采樣點(diǎn)值。

由數(shù)字移相法原理可知，當(dāng)N/4為整數(shù)即N/4不存在取整誤差時(shí)，該方法理論上不存在誤差，能夠準(zhǔn)確計(jì)算無功功率；當(dāng)受時(shí)鐘頻率及ADC采樣率所限使得N/4非整數(shù)，此時(shí)對(duì)N/4取整存在舍入誤差，繼而使計(jì)算結(jié)果存在較大誤差，并且舍去的小數(shù)部分越大則誤差越大。當(dāng)電測(cè)系統(tǒng)采用定頻采樣時(shí)，即使參比頻率下N/4為整數(shù)，但當(dāng)實(shí)際頻率存在波動(dòng)并偏離理想的工頻頻率時(shí)，則N/4變?yōu)榉钦麛?shù)，最終也會(huì)使得計(jì)算結(jié)果存在同樣的誤差。因此，采用定頻采樣及常規(guī)數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率影響量誤差較大，這限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種補(bǔ)償效果好、實(shí)時(shí)性高的定頻采樣下數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償方法。

本發(fā)明提供的這種定頻采樣下數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償方法，包括如下步驟：

S1.建立數(shù)字移相法測(cè)量無功功率的頻率誤差補(bǔ)償?shù)慕遣钛a(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表；

S2.根據(jù)實(shí)際頻率測(cè)量值計(jì)算得到該頻率下數(shù)字移相對(duì)應(yīng)的平移點(diǎn)數(shù)，以及需要補(bǔ)償?shù)慕遣詈捅炔罘謩e在角差補(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表的索引值；

S3.根據(jù)步驟S2計(jì)算得到的索引值在對(duì)應(yīng)的參數(shù)表中獲取所需要的角差和比差補(bǔ)償值，并結(jié)合步驟S2計(jì)算得到的平移點(diǎn)數(shù)，計(jì)算無功功率，從而完成無功功率的測(cè)量和補(bǔ)償。

步驟S1所述的建立角差補(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表，具體為采用如下步驟建立角差補(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表：

A.根據(jù)參比頻率、采樣率和所要求的誤差補(bǔ)償分辨率，按照如下公式計(jì)算角差補(bǔ)償參數(shù)表和比差補(bǔ)償參數(shù)表的大?。?/p>

M＝[2πf₁/(f_sδ)]