[發明專利]一種低頻振蕩影響下PMU量測誤差分析方法

有效

• 申請號: 202010522982.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111624441B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李小鵬;馮世林;段翔兮;代宇涵;龍呈
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R23/16
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種低頻振蕩影響下PMU量測誤差分析方法，包括步驟1：建立低頻振蕩下的電力信號模型；步驟2：構建PMU量測方法，相量測量裝置PMU利用傅里葉變換得到相量表達式，通過歐拉公式將信號的相量形式變換為復數形式，計算在幅值振蕩下相量測量值的實部誤差因子與虛部誤差因子，得到在幅值振蕩情況下相量測量誤差表達式；步驟3：得到在相角振蕩情況下相量測量誤差表達式；步驟4：得到在幅值相角同時振蕩情況下相量測量誤差表達式；步驟5：利用上述得到的各個相量測量誤差表達式進行定量PMU量測誤差計算。本發明解決現有低頻振蕩下在線PMU量測誤差無法定量化計算、機理分析不充分的問題，得到誤差表達式用于計算。

技術領域

本發明涉及電力系統動態相量測量技術領域，尤其涉及一種低頻振蕩影響下PMU量測誤差分析方法。

背景技術

隨著我國各區域互聯網工程的大規模展開及各類分布式電源的大規模并網，我國即形成世界上屈指可數的超大規模復雜電網。在電網互聯帶來顯著效益的同時，由于新型電力電子器件的大規模接入，高放大倍數、快速勵磁技術的廣泛使用，國內外之前均未報道的一些電網異常動態行為逐漸出現。低頻帶振蕩作為其中一種普遍存在的極端工況，使得電力信號的幅值、相角發生動態變化，同時還伴隨著嚴重的頻率偏移，這些給電網廣域測量系統以及相量測量單元帶來一系列新的挑戰，從而威脅電網有效的動態安全監控。

當系統發生低頻振蕩時，傳統的DFT方法不能再表征信號的動態特性，特別是當系統基頻偏移，或是發生嚴重的幅值、相角振蕩時，傳統的DFT方法難以保持信號的同步，從而造成嚴重的頻譜泄露。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有低頻振蕩下PMU量測誤差無法定量化計算、機理分析不充分的問題；本發明提供了解決上述問題的一種低頻振蕩影響下PMU量測誤差分析方法，本發明利用離散傅里葉變換因其較低的運算量和抑制諧波方面的優勢，作為同步相量測量方法應用于低頻振蕩影響下PMU量測中，闡明了低頻振蕩影響下PMU量測誤差產生機理，解決現有低頻振蕩下PMU量測誤差無法定量化計算、機理分析不充分的問題，并得到了誤差表達式。本發明方法對提升現有PMU在低頻振蕩條件下的適用性和故障應對能力具有重要意義。

本發明通過下述技術方案實現：

一種低頻振蕩影響下PMU量測誤差分析方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：建立低頻振蕩下的電力信號模型，電力信號模型包括幅值振蕩模型x_Am(t)、相角振蕩模型x_Pm(t)、同時振蕩模型x_AmPm(t)；其中，同時振蕩模型x_AmPm(t)是指幅值相角同時振蕩的模型；

步驟2：構建PMU量測方法，相量測量裝置PMU利用傅里葉變換得到相量表達式，通過歐拉公式將信號的相量形式變換為復數形式，根據步驟1中的幅值振蕩模型計算在幅值振蕩下相量測量值的實部誤差因子與虛部誤差因子得到在幅值振蕩情況下相量測量誤差表達式

步驟3：利用傅里葉變換得到相量表達式，通過歐拉公式將信號的相量形式變換為復數形式，根據步驟1中的相角振蕩模型計算在相角振蕩下相量測量值的實部誤差因子與虛部誤差因子得到在相角振蕩情況下相量測量誤差表達式

步驟4：利用歐拉公式變換得到傅里葉變換的復數表示形式，根據步驟1中的同時振蕩模型得到幅值、相角同時振蕩下相量測量值的實部誤差因子與虛部誤差因子得到在幅值、相角同時振蕩情況下相量測量誤差表達式

步驟5：利用上述步驟得到的各個相量測量誤差表達式進行定量PMU量測誤差計算。