[發明專利]基于平窗濾波器的同步相量測量方法及裝置

在審

• 申請號: 201910623964.4
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110470904A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 薛蕙;程一帆;阮夢潔
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 馬英迪<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明實施例提供一種基于平窗濾波器的同步相量測量方法及裝置，所述方法包括：先對電網電壓信號進行clarke變換，再進行park變換，獲取兩相旋轉坐標下的電壓信號；利用預設的平窗濾波器對兩相旋轉坐標下的電壓信號進行濾波處理，獲取電壓信號的準直流項；根據所述準直流項，分別確定電網電壓信號的幅值、相位、頻率和頻率變化率。本發明實施例提供的基于平窗濾波器的同步相量測量方法及裝置，利用具有平坦的通帶平窗濾波器進行同步相量的測量，能夠在頻率偏差，諧波失真和功率振蕩等更多干擾條件同時發生時，得到精確的測量結果。并且，結構簡單，計算復雜度低。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種基于平窗濾波器的同步相量測量方法及裝置。

背景技術

精確快速的同步相量測量，特別是在動態和失真下，對電網的控制和保護至關重要，以避免可能的崩潰或其他異常情況。

現有技術中，相量測量單元(PMU)廣泛用于電力系統網絡實時監控。廣域測量系統(WAMS)中的PMU應用受其同步相量測量算法(SMA)的影響很大。在IEEE C37.118中，根據在應用中的不同，SMA分為P類(PSMA)和M類(MSMA)。PSMA主要用于保護，而MSMA主要用于監控。每個類別都有不同的基準測試和測量精度要求。與MSMA相比，PSMA需要更快的響應，這意味著數據窗口長度的限制和PSMA結構中需要特殊濾波器。因此，應設計PSMA以獲得快速動態響應和令人滿意的抗干擾能力。

為了調節PSMA的性能，基準動態測試和失真下的測量精度要求在IEEE C37.118中給出。基準測試側重于PSMA在不同類型的干擾下的行為，特別是在存在頻率偏差，諧波失真，包括幅度/相位調制和頻率斜坡的動態的情況下。根據IEEE C37.118.1-2011，與相量測量相關的總矢量誤差(TVE)在穩態條件下必須小于或等于1％，在動態條件下必須小于或等于3％。大多數現有PSMA滿足基準測量精度要求。然而，大多數研究都集中在單一類型干擾下算法的表現。在實踐中，可能同時發生幾種類型的干擾。例如，頻率偏差，諧波失真和功率擺動可以同時發生。在這種條件下的相量估計精度對系統穩定性至關重要。

在惡劣條件下同時發生多次干擾的同步相量測量最近引起了人們的更多關注。一種方案是基于clarke變換的相量算法，其同時考慮了諧波失真和頻率偏差。另一種方案是改進的動態同步相量估計算法，同時考慮了功率振蕩和頻率偏差。還有方案提出了一種精確的動態相量估計方法，該方法考慮了頻率偏差和功率振蕩。還有方案基于最優窗口的SMA，同時考慮了頻率偏差和諧波。

但是，實際應用中，諸如頻率偏差，諧波失真和功率振蕩的更多干擾條件同時發生，可能在這些方法中產生大的誤差，存在同步相量的測量結果精度低的技術問題。

發明內容

本發明實施例提供一種基于平窗濾波器的同步相量測量方法及裝置，用于解決現有技術中同步相量的測量結果精度低的技術問題。

為了解決上述技術問題，一方面，本發明實施例提供一種基于平窗濾波器的同步相量測量方法，包括：

先對電網電壓信號進行clarke變換，再進行park變換，獲取兩相旋轉坐標下的電壓信號；

利用預設的平窗濾波器對兩相旋轉坐標下的電壓信號進行濾波處理，獲取電壓信號的準直流項；

根據所述準直流項，分別確定電網電壓信號的幅值、相位、頻率和頻率變化率。

進一步地，所述利用預設的平窗濾波器對兩相旋轉坐標下的電壓信號進行濾波處理之前，還包括：

根據兩相旋轉坐標下的電壓信號的準直流分量，基于最小二乘方法設計所述平窗濾波器。

進一步地，所述利用預設的平窗濾波器對兩相旋轉坐標下的電壓信號進行濾波處理之前，還包括：