[發明專利]一種基于電壓有效值序列的電壓暫降波形點檢測方法

有效

• 申請號: 201811532279.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109374953B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李偉;丁凱;方定江;鄭海峰;胡羽川;錢一民;陳喬;胡斌;張淑華;王易;胡畔
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國網湖北省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R19/02;G01R25/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種基于電壓有效值序列的電壓暫降波形點檢測方法，通過計算每一個樣本向前過去取一個周期的滑窗所計算出的均方根值，以及向未來取一個周期的滑窗所計算出的均方根值，將二者相減后取絕對值后得到一個稱為有效值絕對差分的值，根據有效值差分在起始點和結束點最大的特點，即可找出正確的起始點和結束點對應的采樣點位置，將傳統的有效值閾值法進行了改進，從而可以提高電壓暫降波形點檢測的準確性。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，具體是一種基于電壓有效值序列的電壓暫降波形點檢測方法。

背景技術

電壓暫降：電壓暫降定義為供電電壓有效值在短時間內突然下降又回升并且恢復正常的現象。電力系統中這種現象的持續時間多數情況在0.1到1.5s之間。電壓暫降大致上可看作二維的電磁擾動，它的兩個維度分別是電壓降的幅值和持續時間。在描述電壓暫降時經常用到殘壓這個概念，它是指電壓暫降的過程中，電壓有效值的最小值。它可以用有名值或相對于參考電壓的標幺值表示。國際電工委員會(IEC)將電壓暫降定義為幅值下降到額定值的90％到1％；國際電氣與電子工程師協會(IEEE)則把電壓暫降定義為幅值下降到額定值的90％到10％，并且其典型的持續時間應該為5～30個周期。

電壓暫降波形點：電壓暫降波形點可分為起始點和結束點，它們分別是電壓在發生暫降和結束暫降的點在所對應的相角值。起始點對應于發生電壓暫降前電壓的相位角，它是以暫降前電壓的最后一個正向過零點為參考開始測量的，這個點是從暫降前電壓到暫降電壓的過渡階段的開始。類似地，結束點是以發生電壓暫降后電壓的第一個正向過零點為參考測量電壓的相位角，這個點是從暫降電壓到暫降后電壓過渡階段的結束。起始點和結束點通常以度或弧度表示。波形點的定義如圖1所示。

電力系統中的很多電力電子設備對于瞬時的電能質量擾動相當敏感，所以電壓暫降很容易引起設備無法正常工作，這往往對用戶造成難以估量的損失。電力電子設備作為時代發展的產物，如今已大量通入到現代化的工業生產中。一旦這些設備因電壓暫降的發生而無法正常工作或者停止工作，整個生產線都會受到牽連，這可能會造成設備停產，產品報廢，工具損壞，生產工期的延長等危害，所以電壓暫降對各種設備和各行業都會產生影響。

在現有的標準中，電壓的有效值(RMS)和持續時間被認為是電壓暫降的兩個基本特征。這些標準很少考慮電壓暫降的其他特征并且經常簡單地忽略其他的關于電壓暫降的信息。但是，某些特定類型設備的正常工作將被其他特征所影響(例如相位跳變和波形點的導致敏感設備非正常工作)。如果不考慮或者不了解所有存在影響的其他特征，那么在評估設備敏感性時很可能難以得出準確結論。而且如果不能準確檢測波形點也就不能準確得出電壓暫降的起止時刻，那么測得的持續時間也是不準確的。所以研究電壓暫降的波形點是很有必要的。

現有的標準中通過有效值閾值法來判定電壓暫降的起止，即通過有效值閾值法尋找電壓暫降的波形點。

所謂有效值閾值法，就是設定一個閾值δ，以此閾值進行波形點檢測。在現有的標準中，閾值被規定為穩態電壓有效值的90％，由于只考慮電壓暫降最嚴重的那一相，此閾值實際上為該相穩態電壓有效值的90％。對于暫降最嚴重相，當檢測到其有效值低于閾值δ的采樣點時，算法觸發，將有效值低于閾值的第一個點輸出，作為起始點所在的采樣點；在檢測到波形起始點之后，再檢測到其有效值大于閾值的采樣點時，算法再次觸發，將有效值恢復到閾值之上的第一個點輸出，作為結束點所在的采樣點。

有效值閾值法將穩態電壓的90％作為閾值作為檢測波形點的依據，但真正的波形點所在的位置應該是電壓瞬時值發生暫降和結束暫降的位置，這與閾值為90％的點顯然是不同的點，所以傳統的波形點檢測結果是不夠準確的。

發明內容