[發明專利]基于多頻率-泰勒模型濾除衰減直流的動態相量測量方法

在審

• 申請號: 202010156703.9
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111398731A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 符玲;熊思宇;喻玲;周漩;劉新闖;潘晨玥
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R23/165;G01R19/00
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 劉艷均

1.基于多頻率-泰勒模型濾除衰減直流的動態相量測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將多個頻率分布在基頻附近的間諧波分量定義為子相量P_i(t)，并將每個子相量通過泰勒級數進行展開構建多頻率-泰勒動態模型，用于表示信號的基頻分量X_fun(t)，根據電力系統單相接地后產生故障電流的動態特性，建立直流分量模型b(t)，并將其與多頻率-泰勒模型結合成濾除衰減直流分量的復合模型x_DC(t)，再將其采樣得到離散化復合信號模型x_DC(n)；

步驟2：采樣信號并采用短時傅里葉變換獲取電力信號在采樣時刻的相量預估計值離線計算的系數矩陣H并存表，再通過相量估計值歷史數據獲取基頻的預估計值調用離線計算矩陣H；

步驟3：將步驟2所得數據輸入步驟1所建立的含衰減直流分量的多頻率-泰勒動態復合模型求解泰勒導數矩陣Λ_DC，輸出報告時刻的濾除衰減直流分量后的相量最終估計值X_est。

2.根據權利要求1所述的基于多頻率-泰勒模型濾除衰減直流的動態相量測量方法，其特征在于，所述步驟1包括如下步驟：

步驟1.1：將動態條件下的基波相量X_fun(t)分解為若干個頻率分散在基頻附近的子相量成分P_i(t)：

其中，P_i(t)表示構成基波相量的若干個子相量成分，i表示P_i(t)的編號，其取值范圍為i＝1,2,3,…,I；a_i(t)和f_i分別表示第i個子向量所對應的低頻帶限相量和旋轉頻率；

步驟1.2：為有效地描述單相接地后故障電流中衰減直流分量的動態特性，引入一組衰減指數函數建立直流分量模型b(t)，并將其與步驟1.1中所述的基頻分量X_fun(t)組合得到含濾除衰減直流分量的復合電力信號模型x_DC(t)：

其中，b(t)＝λe^-t/τ代表復合模型中的直流分量部分，λ和τ分別代表直流分量的幅值和衰減時間系數；

步驟1.3：由于電力系統是一個巨大的動態系統，電力信號的基頻分量和直流分量中的信號參數會隨時間發生動態變化，故將其在短時間內分別進行泰勒展開以表示其各自的動態特性：

其中，K_i和K₀分別表示第i個子向量和直流分量的泰勒導數的最高階次，和b^(k)分別表示它們在t時刻的第k階泰勒導數，Δ_i和Δ_b分別表示它們的總泰勒近似誤差；

步驟1.4：由于計算機能夠處理的信號為離散信號，因此需要將步驟1.1～1.3得到的連續信號模型離散化：

其中，離散采樣序列n＝tf_s；ω_i＝2πf_i/f_s表示離散采樣后模型的歸一化頻率；基頻分量泰勒導數直流分量泰勒導數“*”表示共軛計算；f_s表示采樣系統的采樣頻率。