[發明專利]一種用于不同頻率下對電氣量測量的方法及裝置

在審

• 申請號: 202110713835.1
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113447700A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 肖遙;劉家嚴;夏國慶
• 申請（專利權）人: 南京豐道電力科技有限公司
• 主分類號: G01R19/02
• 分類號: G01R19/02;G01R25/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發明公開了一種用于不同頻率下對電氣量測量的方法及裝置，所述方法包括：確定軟硬件的采樣頻率f_s；獲取預設采樣頻率范圍下所需要采樣數量的范圍；獲取所有的采樣數量對應的傅里葉系數并存儲備用；根據軟硬件的采樣頻率，獲取每個采樣數量對應的頻率邊界；根據輸入頻率選擇所需要的采樣數量；實時存儲當前時刻前推2*N_max個采樣點的數據，N_max表示最大采樣數量；根據當前輸入頻率所選擇的采樣數量，調用其對應的傅里葉系數，同時取出當前輸入頻率所選擇的采樣數量對應的采樣點數據進行電氣量計算；本發明的優點在于：電氣量測量的計算誤差小，軟硬件要求低以及準確度高。

技術領域

本發明涉及電氣量測量領域，更具體涉及一種用于不同頻率下對電氣量測量的方法及裝置。

背景技術

當下電能作為清潔能源被越來越廣泛地應用到日常生活中，電能質量也越來越被重視，變電站和發電廠內監控電氣量的測控裝置性能也需要逐漸提高。現在對于電氣量的采集很多設備都是使用傅里葉算法轉化成數字量，對于全波傅氏來說，需要一個周波內的采樣點個數與傅里葉系數個數相同，數據才會精準，但是需要采樣頻率固定，當頻率不同的時候，每個周波的采樣點個數會不同，就會導致計算出現較大誤差，要縮小誤差可以提高采樣精度，但是對于硬件的要求就會提高；或者使用變頻采樣，但是無法保證在出現故障時錄波的準確度，因此采樣頻率不同時，現有技術電氣量測量方法計算誤差較大，硬件要求高，準確度較低。

中國專利申請號201310229000.4，公開了一種寬范圍變化的電氣參數測量方法及系統，適用于中小容量風力發電機組接入的微電網，該方法包括：對瞬時電壓信號進行離散采樣獲得離散電壓信號，結合鎖相負反饋相位角信號對離散電壓信號進行滑窗迭代離散傅里葉變換，獲得相位差信號；對所述相位差信號進行比例積分調節，獲得零相位差信號的基波角頻率；由所述基波角頻率得到輸出頻率，同時對所述輸出頻率進行離散積分并與所述基波角頻率相加得到相位角，并將所述相位角鎖相負反饋；根據所述輸出頻率計算得電壓及電流有效值。通過該專利申請解決了頻率寬變化范圍電壓的數字鎖相問題，為中小容量風電機組的快速功率控制提供輸入參數測量方法。但是該專利申請只適用于輸出頻率固定的情況。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有技術電氣量測量方法在采樣頻率不同時，存在計算誤差較大，硬件要求高及準確度較低的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：一種用于不同頻率下對電氣量測量的方法，所述方法包括：

步驟一：確定軟硬件的采樣頻率f_s；

步驟二：獲取預設采樣頻率范圍下所需要采樣數量的范圍；

步驟三：獲取所有的采樣數量對應的傅里葉系數并存儲備用；

步驟四：根據軟硬件的采樣頻率，獲取每個采樣數量對應的頻率邊界；

步驟五：根據輸入頻率選擇所需要的采樣數量；

步驟六：實時存儲當前時刻前推2*N_max個采樣點的數據，N_max表示最大采樣數量；

步驟七：根據當前輸入頻率所選擇的采樣數量，調用其對應的傅里葉系數，同時取出當前輸入頻率所選擇的采樣數量對應的采樣點數據進行電氣量計算。

本發明在采樣頻率不同時，不需要改變軟硬件的采樣頻率，對軟硬件要求降低，針對預設采樣頻率范圍計算出不同頻率下每個周波所需要的采樣數量，分別準備好各個采樣數量對應的傅里葉系數，當頻率改變時分別調用對應頻率下的傅里葉系數進行計算，計算結果準確，計算誤差小，算法容易實現，可靠性高，能夠提高電氣量采集的準確性。

進一步地，所述步驟二包括：所述預設采樣頻率范圍為45Hz到55Hz，45Hz到55Hz之間所需要的采樣數量N的范圍為：