[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)暫態(tài)信號瞬時頻率識別算法

有效

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• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114217126B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蒙宣任;劉默斯;彭博雅;宋益;林翔宇;李俊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R23/10
• 分類號: G01R23/10
• 代理公司: 南寧東智知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 黎華艷

1.一種電力系統(tǒng)暫態(tài)信號瞬時頻率識別算法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：以固定采樣率對電力系統(tǒng)暫態(tài)信號進行采樣，生成離散信號序列；

S2：搜索整段電力系統(tǒng)暫態(tài)信號過零點附近的4個采樣點；

S3：判斷整段電力系統(tǒng)暫態(tài)信號的采樣時長是否大于2個周期；若是整段電力系統(tǒng)暫態(tài)信號的采樣時長小于等于2個周期，則返回步驟S1繼續(xù)以固定采樣率對電力系統(tǒng)暫態(tài)信號進行采樣；若是整段電力系統(tǒng)暫態(tài)信號的采樣時長大于2個周期，則進行下一步驟S4；

S4：根據(jù)需求確定時變頻率泰勒多項式的最高次數(shù)；

S5：構(gòu)建牛頓插值多項式求解電力系統(tǒng)暫態(tài)信號過零點與之后第一個采樣點之間的時間間隔Δt_i；i＝1,2,3,4；

S6：根據(jù)求解出來的時間間隔Δt_i求解電力系統(tǒng)暫態(tài)信號分別過零點時的時刻t_0i；

S7：構(gòu)建電力系統(tǒng)暫態(tài)信號的時變頻率模型，并對時變頻率模型進行n階泰勒展開，得到頻率泰勒多項式，構(gòu)建泰勒多項式系數(shù)的代數(shù)方程并求解；

S8：得出時變頻率的泰勒多項式的具體表達式；

S9：代入具體時間點得出不同時刻的瞬時頻率，輸入整段信號的時間點得出時變頻率信號的曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力系統(tǒng)暫態(tài)信號瞬時頻率識別算法，其特征在于：所述步驟S5中具體包括以下步驟：

S51：設(shè)u(t_n)為插值節(jié)點，對應n階牛頓向后插值公式為：

U_n(t,u(t))＝u(t_n)+u[t_n,t_n-1](t-t_n)+u[t_n,t_n-1,t_n-2](t-t_n)(t-t_n-1)+...+u[t_n,...,t₀](t-t_n)...(t-t₁)； (1)

S52：u(t_n)記為u_n，則：

其中h表示采樣間隔，時間點t_k處的m階差分表示為：

S53：由于采樣頻率是固定的，因此插值節(jié)點之間等距，因此有：

t＝t_n+ph,-1≤p≤0； (4)

將(4)代入(1)可得：

S54：取u(t₀)～u(t₃)為插值節(jié)點，式(5)轉(zhuǎn)換為：

S55：式(6)為用于擬合電力系統(tǒng)暫態(tài)信號過零點附近的三次插值多項式；其中電力系統(tǒng)暫態(tài)信號過零點與之后第一個采樣點之間的時間間隔Δt_i的計算方式如下：

Δt_i＝-th； (7)

其中t表示具體時刻；

S56：令U₃(t)＝0即可求解電力系統(tǒng)暫態(tài)信號準確的過零點時刻，采用牛頓迭代法求解，根據(jù)相似三角形關(guān)系可得：

取迭代初值：

將求解結(jié)果代入式(7)，即可得到Δt_i的具體數(shù)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電力系統(tǒng)暫態(tài)信號瞬時頻率識別算法，其特征在于：所述步驟S6中根據(jù)求解出來的時間間隔Δt_i求解電力系統(tǒng)暫態(tài)信號分別過零點時的時刻具體為：

根據(jù)下式可求解t_0i：

t_0i＝N_ih+Δt₀-Δt_i,i＝1,2,3,4； (10)。