[發明專利]基于分段差分波形有效值的電壓暫態擾動檢測方法

有效

• 申請號: 202010692358.0
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111965409B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 馬愿謙;趙新龍;葛正;于良
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

1.一種基于分段差分波形有效值的電壓暫態擾動檢測方法，其特征在于，所述電壓暫態擾動檢測方法包括以下步驟：

采集電壓信號，根據電壓信號來源系統的實際頻率對電壓信號波形進行重新采樣以矯正頻率偏移，重新采樣點組成的波形為矯正頻率波形；

根據矯正頻率波形，采用分段差分波形有效值法檢測矯正頻率波形中的電壓暫態擾動；

提取電壓暫態擾動中的電壓暫態分量，并利用主頻率、極性、幅值以及持續時間四個指標刻畫電壓暫態分量，

其中，主頻率是刻畫振蕩暫態擾動的特征，對提取的電壓暫態分量做離散傅里葉變換，由其頻譜圖知，幅值最大的頻譜分量對應的頻率稱為暫態分量的主頻率f_d，根據暫態擾動的主頻率大小可區別脈沖暫態和振蕩暫態；

極性是刻畫脈沖暫態擾動的特征，反映了暫態擾動是否超過穩態波形的峰值，如果原始擾動波形的任何一個采樣點的絕對值高于穩態波形的峰值，那么，該脈沖暫態具有正極性；否則，該脈沖暫態的極性為負；

幅值定義為穩態波形的峰值與暫態分量的峰值的疊加；

針對持續時間，利用IEEE C62.41.2中的標準沖擊波形擬合提取的暫態分量，基于能量相等的原則，計算電壓暫態擾動的持續時間；

脈沖暫態的持續時間的計算過程為：

當暫態擾動為脈沖暫態時，利用IEEE C62.41.2中的標準雙指數波形，擬合提取的暫態分量：

v(t)＝V_m(e^-At-e^-Bt)

其中，v(t)為時刻的電壓值，V_m，A和B為待確定的參數，使得雙指數函數能最大程度擬合暫態分量波形，即需滿足如下邊界條件：

條件一：雙指數波形的峰值電壓假設發生在T_r，該時間也稱為上升時間，通常情況下，T_r取值為1.5μS，滿足：

條件二：雙指數波形的峰值電壓等于暫態分量的峰值V_p，即：

條件三：雙指數波形的能量E_double等于暫態分量波形的能量E，即：

其中，v_k為提取的暫態分量的第k個采樣點；

暫態擾動的持續時間定義為暫態分量的幅值下降到γV_p的時間T_D，滿足下式，γ為用戶輸入參數，其目的是為了提醒用戶暫態擾動的持續時間是輸入參數的函數：

采用迭代法對上式化簡求解，結果如下：

其中，j為迭代次數，如果在兩次連續迭代中，參數的差異均小于0.01，則停止迭代；

振蕩暫態的持續時間的計算過程為：

當暫態擾動為振蕩暫態時，利用IEEE C62.41.2中的標準鈴聲波形，擬合提取的暫態分量：

其中，v(t)為時刻的電壓值，V_n為鈴聲波形的峰值，令其等于暫態分量的峰值V_p，即：V_n＝V_p；T_r為上升時間；f為振蕩頻率，令其等于暫態分量的主頻率，即：f＝f_d；A為時間常數，為待求參數；

鈴聲波形的能量E_ring等于振蕩暫態分量的能量E，即：

求解上式，得：

當振蕩暫態分量的幅值下降到γV_p時，對應的時間為振蕩暫態的持續時間T_D：