CN101512871B - 产生多相交流电力系统中电气实体的相量表示的设备和方法 - Google Patents

Abstract

多相交流电力系统中地理位置处的电气实体的相量表示通过以下产生：从远程源接收同步信号，响应于该同步信号和本地参考时间信号产生取样时间信号，以及响应于该取样时间信号和交流电力系统中处于各相位的电气实体，产生表示该交流电力系统中处于各相位的实体的量的样本。对样本进行变换以产生双轴旋转参照系中电气实体的双轴旋转参照系表示。针对各个样本，产生与样本相关的取样时间的表示。双轴旋转参照系表示和取样时间的表示构成相量表示。

Description

产生多相交流电力系统中电气实体的相量表示的设备和方法

技术领域

本发明涉及监视多相交流电力系统，更具体地涉及用于产生多相交流电力系统中电气实体的相量表示的方法和装置。 

背景技术

全球电气工业正面临许多挑战，包括基础设施老化、需求增长以及市场的快速变化，所有这些都带来降低电力供应的可靠性的威胁。 

电力供应工业正在摆脱管制，并且迫使电力系统提高效率。已经出现了用于智能观测和管理电力供应和电网的新方法。 

在没有额外的发电投资的情况下，经济和人口变化造成的需求不断增长已导致全球输配电系统达到其可靠操作的极限。操作与安全管理变得日益重要。 

操作与安全管理的主要目的是使基础设施的使用最大化，同时降低系统不稳定和停电的风险。特殊保护方案(Special Protection Scheme，SPS)或广域控制系统(WACS)被用来保护系统稳定性，包括角度、频率和电压稳定性。 

据北美电力可靠性委员会(NERC)称，在接下来的十年预计输电拥塞将持续。需求的增长和能源交易次数的增加持续超过许多输电系统的预计扩展。爱迪生电气协会(Edison Electric Institute)指出，在接下来的十年美国输电系统需要几乎560亿美元的新投资，但是很可能将仅仅投入350亿美元。来自联邦能源管理委员会(FERC)的数字估计全美总输电拥塞成本为数亿美元。 

在有关2003年“东部停电(Eastern Blackout)”的报告中，NERC建议在电网中安装更多的相量测量单元(PMU)以监视电网的稳定性。因此，在北美的工业电网中已安装越来越多的PMU。 

众所周知，电压和/或电流幅度的测量技术相当成熟，但相量测量却并非如此。一些进行相量测量的PM设备已经商业化并且被安装在工业电 网中。任何相量测量装置的准确性和动态性能都直接影响电力系统的监视和控制的质量。在电力系统故障或紧急情况下进行任何错误的相量测量都将使控制决策退化，并且可能使紧急情况恶化。 

现今大部分PMU使用的算法都采用傅立叶变换。众所周知，使用傅立叶变换计算出的交流信号的相量依赖于信号的频率和幅度。只有在信号的频率和幅度恒定时才能提供准确的测量。如果信号的频率和幅度实时变化，如同它们在任何电网中所表现的那样，则采用傅立叶变换算法计算出的任何相量都可能是错误的。 

因此，在基本的相量计算中需要避免使用傅立叶变换。 

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于产生多相交流电力系统中地理位置处的电气实体的相量表示的装置。该装置包括接收器、本地参考时间信号发生器、取样时间信号发生器、取样电路、处理器以及时间戳发生器。接收器在操作上被配置成从远程源接收同步信号。本地参考时间信号发生器在操作上被配置成产生本地参考时间信号。取样时间信号发生器在操作上被配置成响应于同步信号和本地参考时间信号产生取样时间信号。取样电路在操作上被配置成响应于取样时间信号和交流电力系统中处于各相位的电气实体，产生表示该交流电力系统中处于各相位的电气实体的量的样本。处理器在操作上被配置成对样本进行变换，以产生双轴旋转参照系中电气实体的双轴旋转参照系表示。时间戳发生器在操作上被配置成产生表示取样电路取得相应样本的时间的时间戳。双轴旋转参照系表示和时间戳构成相量表示。 

接收器可以在操作上被配置成接收也被至少一个其它装置接收的同步信号，其中所述至少一个其它装置用于产生多相交流电力系统中不同地理位置处的电气实体的相量表示。 

接收器可以在操作上被配置成接收无线发射的同步信号。 

接收器可以在操作上被配置成从全球定位系统(GPS)接收全球定位系统信号。 

取样时间信号发生器可以包括：响应于本地参考时间信号递增的计数器，以及在操作上被配置成响应于同步信号的接收而确定由本地参考时间信号递增的计数器和与同步信号相关的计数器之间的计数差的电路。取样 时间信号发生器也可以包括在操作上被配置成将一部分计数差加到由本地时钟信号递增的计数器所产生的计数值上以产生样本计数值的电路，以及在操作上被配置成当样本计数值满足标准时致使产生该实体的样本的电路。 

处理器可以在操作上被配置成对所取样的信号进行布朗德尔-帕克变换(Blondel-Park Transformation)。 

处理器可以在操作上被配置成响应于取样时间信号和表示双轴旋转参照系的旋转频率的频率值，设置布朗德尔-帕克变换的变换系数。 

双轴旋转参照系表示可以包括直轴分量和交轴分量。 

双轴旋转参照系表示可以包括模分量和角分量。 

处理器可以在操作上被配置成消除双轴旋转参照系表示中包含的谐波的贡献。 

处理器可以在操作上被配置成存储连续多个双轴旋转参照系表示，以及对连续多个双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和。 

上述装置还可以包括与处理器通信以便存储连续多个双轴旋转参照系表示的先进先出缓冲器。 

处理器可以在操作上被配置成分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的分量求和，以产生该双轴旋转参照系表示的该分量的第一受抑制谐波表示。 

实体t-Δ₁可以表示比时间t早Δ₁个样本周期的时间。 

实体Δ₁可以表示电气实体的基频的周期的1/4。 

上述装置还包括基频信号发生器，该基频信号发生器与处理器通信并且在操作上被配置成确定电气实体的基频。处理器可以在操作上被配置成响应于基频设置Δ₁。 

处理器可以在操作上被配置成消除第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献，以产生第二受抑制谐波表示。 

处理器可以在操作上被配置成存储连续多个第一受抑制谐波表示，以及对连续多个第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和。 

上述装置还可以包括用于存储第一受抑制谐波表示的先进先出缓冲器。 

处理器可以在操作上被配置成分别地对与时间t关联的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和，以产生第二受抑制谐波表示。 

实体t-Δ₂可以表示比时间t早Δ₂个样本周期的时间。 

实体Δ₂可以表示电气实体的基频的周期的1/24。 

上述装置还可以包括基频信号发生器，该基频信号发生器与处理器通信，并且在操作上被配置成确定电气实体的基频。处理器可以在操作上被配置成响应于基频设置Δ₂。 

根据本发明的另一方面，提供一种产生多相交流电力系统中地理位置处的电气实体的相量表示的方法。该方法涉及：从远程源接收同步信号；响应于该同步信号和本地参考时间信号产生取样时间信号；以及响应于该取样时间信号和交流电力系统中处于各相位的电气实体，产生表示该交流电力系统中处于各相位的电气实体的量的样本。该方法进一步涉及对样本进行变换以产生双轴旋转参照系中电气实体的双轴旋转参照系表示。该方法也涉及针对每个样本产生与该样本关联的取样时间的表示。双轴旋转参照系表示和取样时间的表示构成相量表示。 

接收同步信号可以涉及接收也被至少一个其它装置接收的同步信号，其中所述至少一个其它装置用于产生多相交流电力系统中不同地理位置处的电气实体的相量表示。 

接收同步信号可以涉及接收无线发射的同步信号。 

接收无线发射的同步信号可以涉及从全球定位系统(GPS)系统接收GPS信号。 

产生取样时间信号可以涉及响应于同步信号的接收，确定由本地参考时间信号递增的计数器和与同步信号相关的计数器之间的计数差。 

产生取样时间信号可以涉及将一部分计数差加到由本地参考时间信号递增的计数器所产生的计数值上以产生样本计数值，以及在样本计数值满足标准时致使产生该实体的样本。 

进行变换可以涉及对所取样的信号进行布朗德尔-帕克变换。 

进行布朗德尔-帕克变换可以涉及响应于取样时间信号和表示双轴旋转参照系的旋转频率的频率值，设置布朗德尔-帕克变换的变换系数。 

该方法可以进一步涉及消除双轴旋转参照系表示中包含的谐波的贡 献。 

消除谐波的贡献可以涉及存储连续多个双轴旋转参照系表示，以及对连续多个双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和。 

存储连续多个双轴旋转参照系表示可以涉及将双轴旋转参照系表示存储在先进先出缓冲器中。 

分别对连续多个双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和可以涉及分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的分量求和，以产生双轴旋转参照系表示的分量的第一受抑制谐波表示。 

该方法还可以涉及确定电气实体的基频，以及响应于该基频设置Δ₁。 

该方法还可以涉及消除第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献以产生第二受抑制谐波表示。 

消除谐波的贡献可以涉及存储连续多个第一受抑制谐波表示，以及对连续多个第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和。 

存储连续多个第一受抑制谐波表示可以涉及将第一受抑制谐波表示存储在先进先出缓冲器中。 

对连续多个第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和可以涉及分别地对与时间t相关的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和，以产生双轴旋转参照系表示的第二受抑制谐波表示。 

该方法还可以涉及确定电气实体的基频，以及响应于该基频设置Δ₂。 

根据本发明的另一方面，提供一种用于消除多相交流电力系统中电气实体的连续多个双轴旋转参照系表示中包含的谐波的贡献的方法。该方法涉及：将连续多个双轴旋转参照系表示与各自的时间t相关联；以及分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的对应分量求和，以产生双轴旋转参照系表示的第一受抑制谐波表示。 

关联可以涉及将连续多个双轴旋转参照系表示存储在先进先出缓冲器中。 

该方法还可以涉及消除第一受抑制谐波表示中包括的谐波的贡献。 

存储连续多个第一受抑制谐波表示可以涉及将第一受抑制谐波表示存储在先进先出缓冲器中。 

对连续多个第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和可以涉及分别地对与时间t相关的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和，以产生第一受抑制谐波表示的分量的第二受抑制谐波表示。 

该方法还可以涉及确定电气实体的基频，以及响应于该基频设置Δ₂。 

本发明未使用傅立叶变换来产生相量表示，因此不会受傅立叶变换所具有的缺陷的影响。相反地，使用特殊变换来在双轴旋转参照系中表示被测电气实体，并且对变换结果进行处理以减少谐波对双轴旋转参照系表示的贡献，从而提供更高的准确性和鲁棒性。这能够使相量测量在特殊保护系统(SPS)、广域控制系统(WACS)和数字保护继电器装置中的使用得到改善。特别地，本文提出的方法和装置减少相量测量延迟，并且能够增加这样的控制系统中的响应时间。在数字保护继电器装置中，更小的相量测量延迟有利于缩短故障清除时间，从而获得应对电力系统干扰的更有效保护。 

在结合附图阅读本发明的以下描述和特定实施后，本领域的技术人员将容易理解本发明的其它方面和特性。 

附图说明

在图示本发明实施例的附图中， 

图1为根据本发明第一实施例的系统的示意图，包括根据本发明第一实施例的装置，该装置用于产生多相交流电力系统中地理位置处的电气实体的相量表示，以供该系统的监视站接收。 

图2为根据本发明第一实施例的方法的流程图，该方法用于产生多相交流电力系统中该地理位置处的电气实体的相量表示。 

图3为用于抑制由图1所示装置产生的双轴旋转参照系表示中的谐波的方法的示意图。 

图4为根据可替选实施例、用于抑制由图1所示装置产生的双轴旋转参照系表示中的谐波的方法的示意图。 

图5为图1所示装置的方框图。 

图6为表示由图5所示处理器执行的代码的流程图，所述代码用于执行同步信号例程。 

图7为表示由图5所示处理器执行以实现锁相环例程的代码的流程图，锁相环例程用于将本地产生的时钟信号与接收自远程源的同步信号锁定。 

图8为表示由图5所示处理器执行的代码的流程图，所述代码用于对多相交流电力系统的经取样的电气实体进行布朗德尔-帕克变换，以产生第一双轴旋转参照系表示。 

图9为示出由图5所示的处理器执行的代码的流程图，所述代码用于准备含有双轴旋转参照系表示的包并且将其传送给图1所示的监视站。 

图10为表示由图5所示的处理器执行的代码的流程图，所述代码用于使处理器抑制双轴旋转参照系表示中被测量电气实体的负序谐波、5次谐波和7次谐波的贡献。 

图11为表示由图5所示的处理器执行的代码的流程图，所述代码用于执行第二受抑制谐波例程，以抑制双轴旋转参照系表示中被测量电气实体的11次谐波和13次谐波的贡献。 

具体实施方式

参考图1，根据本发明第一实施例的、用于监视电力分配系统的电气特性的系统在10处被一般性示出。 

在所示实施例中，系统10包括多个测量装置12、14和16，这些测量装置12、14和16可用于测量电力分配系统中各个地理上分开的位置处的多相电气实体的瞬时相量。 

参考图2，由每个测量装置执行的方法在20处被一般性示出。如22处所示，该装置从远程源接收同步信号，远程源诸如地球同步轨道上的卫星，或者基于地面的源，例如远距离区域导航(Long Range AreaNavigation，LORAN)信号发射器。在同步信号接收自卫星的情况下，同步信号可以是由全球定位系统产生的信号，如一种包括准确度为毫秒、间隔为1秒的计数值的信号。 

如24处所示，响应于同步信号以及在每个装置处产生的本地参考时间信号，产生取样时间信号。 

如26处所示，对电力线的附近部分或输配电系统的母线上测得的电气实体如电流或电压进行测量，并且对这些测量值进行取样，以响应于取样时间信号和交流电力系统中处于各相位的实体的测量值，产生表示该交流电力系统中处于各相位的实体的量的样本。 

如28处所示，装置于是对样本进行变换以产生双轴旋转参照系中实体的双轴旋转参照系表示。该变换例如可以是布朗德尔-帕克变换，布朗德尔-帕克变换将每个相位的电压样本(x_A(t_s)、x_B(t_s)和x_C(t_s))变换成作为电压的双轴旋转参照系表示的d、q、o值。以下示出示例性的布朗德尔-帕克变换： 

$\left[\begin{array}{c}{x}_d\left(t_S\right)\\ x_q\left(t_S\right)\\ x_0\left(t_S\right)\end{array}\right]=\mathrm{\α}\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({\mathrm{\ω}}_0{t}_S\right)& \cos ({\mathrm{\ω}}_0{t}_S-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& \cos ({\mathrm{\ω}}_0{t}_S+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ -\sin \left({\mathrm{\ω}}_0{t}_S\right)& -\sin ({\mathrm{\ω}}_0{t}_S-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin ({\mathrm{\ω}}_0{t}_S+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_A\left(t_S\right)\\ x_B\left(t_S\right)\\ x_C\left(t_S\right)\end{array}\right]$

由布朗德尔-帕克变换产生的双轴旋转参照系表示可以表示例如恰好在发生测量的地理位置处的发电机的虚拟转子位置(virtual rotorposition)。 

在产生双轴旋转参照系表示后，可以以多种不同方式处理该表示。例如，如30处所示，针对每个样本，可以产生与样本相关的取样时间的表示，并且双轴旋转参照系表示和取样时间的表示可以构成表示例如在所述装置所处的地理位置处的瞬时虚拟转子位置的相量表示。如32处所示，该相量表示于是可以被存储或传送到图1所示的监视站18，监视站18从位于不同地理位置的多个装置接收该类型的相量表示。监视站18可以比较各相量表示以比较与各地理位置的每个相关的虚拟转子位置，从而评估系统10的稳定性状态。 

在可替选实施例中，每个装置不是简单地将相量表示传递给监视站，而是可以进行进一步的处理以抑制被测量实体中的谐波和负序分量在最终变换结果中的贡献，从而产生更干净、更可靠的相量表示。对谐波和负序分量的贡献的抑制可以称作谐波捕陷。 

作为谐波捕陷的示例，应当理解，针对每个相位初始测得的电压值或电流值可包含多个分量的叠加，所述多个分量包括基本分量、该基本分量的谐波以及该基本分量的负序分量。在多数北美电力系统中，基本分量例如标称为60Hz。 

从布朗德尔-帕克变换可知，该变换包括具有(-2/3π)和(+2/3π)延迟分量的项。这些项有效致使消除三次谐波的奇数倍(h＝3，9，15，18等)，因此变换本身致使消除被测量的电气实体中可能存在的可能谐波的至少一些。由于这些谐波最终通过变换消除，所以可以忽略不计。 

在多数电力系统中，如果在所测量的电气实体中存在偶数次谐波(即2、4、6、8、10等)，则通常认为该系统存在设备异常的问题，如故障或甚至失灵，这可由在异常设备附近本地安装的常规监视设备检测到。因此，本文描述的装置并不关心偶数次谐波。 

实际上，要抑制的感兴趣的主要谐波是阶次为-1、5、7、11、13、17、19、23、25等的谐波，其中具有阶次(-1)的谐波称为负序分量。这是由IEEErecommended Practices and Requirements for Harmonic Control inElectrical Power Systems(IEEE对电力系统中谐波控制的要求和推荐标准)，IEEE标准519，1992建议的。至少，根据本发明消除了这些谐波的最主要的分量。 

为了说明如何消除谐波，输入电压x_A(t)、x_B(t)和x_C(t)的表示例如可以如下写成包括与主要谐波相关的项： 

$x_A\left(t\right)=$

$x_B\left(t\right)=$

$x_C\left(t\right)=$

布朗德尔-帕克变换对这些表示的应用可以表示如下： 

$X_{\mathrm{dq}0}\left(t\right)=\left[\begin{array}{c}{x}_d\left(t\right)\\ x_q\left(t\right)\\ x_0\left(t\right)\end{array}\right]=B\·X_{\mathrm{ABC}}\left(t\right)$

如果在变换中α被设置为1/3，则根据关系式：可以产生直接分量x_d(t)： 

这通过使用以下公式可以略微简化： 

$\cos \left(\mathrm{\γ}\right)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}[\sin (\mathrm{\θ}+\mathrm{\γ})+\sin (\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})],$ 结果得到： 

同理，正交分量x_q(t)可以根据以下关系式产生： 

同理，正交分量x_q(t)通过使用以下公式略微简化： 

$\sin \left(\mathrm{\γ}\right)\sin \left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{1}{2}[\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\γ})-\cos (\mathrm{\θ}+\mathrm{\γ})],$ 结果得到： 

通过进一步简化，x_d(t)分量和x_q(t)分量可以表示为： 

因此可以看出，作为布朗德尔-帕克变换的结果，在由变换产生的x_d(t)分量和x_q(t)分量中存在直流分量和2次谐波、6次谐波以及12次谐波，其分别对应于输入电压x_A(t)、x_B(t)和x_C(t)中存在的基本、负序(-1)和5次、7次、11次以及13次谐波。装置通过如下所述的进一步处理进一步消除这些分量。 

2次谐波、6次谐波和12次谐波的消除

根据本发明的一个实施例，用以消除由布朗德尔-帕克变换产生的2次谐波、6次谐波和12次谐波的进一步处理涉及存储连续多个双轴旋转参照系表示并且对连续多个双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和。这可以涉及把双轴旋转参照系表示存储在先进先出缓冲器中以及分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ1相关的双轴旋转参照系表示的对应分量求和，以产生双轴旋转参照系表示的该分量的第一受抑制谐波表示。例如，参考图3，由布朗德尔-帕克变换产生的x_d(t)和由相同变换产生的x_q(t)被分别存储在第一和第二FIFO缓冲器40、42中。每次取得样本并添加新值时，指针或缓冲器中的值沿箭头44和箭头46的方向移位，使得在相应缓冲器中累积x_d(t)值和x_q(t)值。利用存储在各缓冲器中的这些值，对波形中由存储在缓冲器中的这些值表示的部分求和(如48和49处所示)，以实现某些谐波的消除。 

例如，由于每次取得样本并添加新值时指针或缓冲器中的值移位，所以取样波形的表示x_d(t)和x_q(t)的部分被存储在每个缓冲器中。在所示实施例中，电气实体的基频为60Hz，并且取样频率为48×60Hz＝2.88kHz，取样周期为347微秒。在比当前时间t₀早Δ个取样周期的时间处(即t₁₁处)获取的样本与当前时间的样本相加。通过使Δ个取样周期等于双轴旋转参照系表示的基频的倍数，波形的延迟版本或“相移”版本与波形的当前版本相加，并进行定标(如50处所示)，以产生双轴旋转参照系表示的分量的第一受抑制谐波表示52和54。例如，如果由Δ个取样周期的时间延迟造成的相移是π的奇数倍，使得ωτ₁＝(2n+1)π，其中(n＝0，1，2，3，......)，则对应的分量被抑制或被“捕陷”。例如，如果τ₁为电气实体的基频的1/4，即 ${\mathrm{\τ}}_1=\frac{1}{4}\·\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\ω}}_0},$ 则 

$X_{\mathrm{dq}}^0(t,{2\mathrm{\ω}}_0)=-X_{\mathrm{dq}}^0(t-{\mathrm{\τ}}_1,2{\mathrm{\ω}}_0),$ 并且 

$X_{\mathrm{dq}}^0(t,{6\mathrm{\ω}}_0)=-X_{\mathrm{dq}}^0(t-{\mathrm{\τ}}_1,6{\mathrm{\ω}}_0).$

其展开可以表示为： 

$X_{\mathrm{dq}}^1\left(t\right)=\frac{1}{2}[X_{\mathrm{dq}}^0\left(t\right)+X_{\mathrm{dq}}^0(t-{\mathrm{\τ}}_1)]$

并进一步变换成： 

$O(f\≥16\·f_0)\}$

$+O(f\≥16\·f_0)$ 其中ω＝ω0且 

从以上最后一行可知，仅剩下直流分量和12次谐波以及一些其它大于或等于16次谐波的相对不重要的谐波，其分别对应于输入三相电压x_A(t)、x_B(t)和x_C(t)中存在的基频分量、11次谐波和13次谐波以及更高次谐波。结果，双轴旋转参照系表示的基频的2次谐波和6次谐波被抑制。这意味着电气实体的基频的-1次谐波、5次谐波、7次谐波的贡献被有效抑制。 

方法还涉及消除包含在第一受抑制谐波表示52和54中的谐波的贡献，以分别产生第二受抑制谐波表示56和58。为此，存储连续多个第一受抑制谐波表示。在一个实施例中，连续多个x_d(t)分量和x_q(t)分量被存储在相应的缓冲器60和62中。如64和66处所示，在时间t处的值与时间 t-Δ₂处的值相加，以产生双轴旋转参照系表示的第二受抑制谐波表示。对每个分量x_d(t)和x_q(t)都进行以上处理。然后如68和70处所示进行定标。由于以上相同的原因，如果Δ₂为基频的1/24，则 

$X_{\mathrm{dq}}^0(t,12{\mathrm{\ω}}_0)=-X_{\mathrm{dq}}^0(t-{\mathrm{\Δ}}_2,12{\mathrm{\ω}}_0)$

结果，双轴旋转参照系表示的基频的12次谐波和其它更高次谐波被抑制。这意味着电气实体的基频的11次谐波和13次谐波以及一些不重要的更高次谐波的贡献被有效抑制。结果，从双轴旋转参照系表示中消除了基频的重要谐波的所有贡献，实质上只留下该电气实体的基频的贡献，因此获得电力系统状态的相对准确的双轴旋转参照系表示。 

参考图4，在可替选实施例中，在取样频率降低的情况下可以减少缓冲器深度。例如，如果取样频率为24×60Hz，则通过把由布朗德尔-帕克变换所产生的x_d(t)值和x_q(t)值移位到只有6个位置深的相应缓冲器80和82中，可以实现期望的谐波消除效果。例如，将第一位置84和第二位置86的内容如88处所示进行相加，并且如90处所示进行定标，以产生双轴旋转参照系表示的x_d(t)分量的第一受抑制谐波表示92。同理，对于x_q(t)分量，将第一缓冲器位置94和第二缓冲器位置96如98处所示进行相加，并且如100处所示进行定标，以产生双轴旋转参照系表示的x分量的第一抑制谐波分量102。第一抑制谐波分量表示的x_d(t)分量92和x_q(t)分量102被分别存储在缓冲器104和106中，并且将每个缓冲器的第一和第二位置108、110和112、114如116和118处所示进行相加，然后如120和122处所示进行定标，以分别产生如124和126处所示的双轴旋转参照系表示的第二受抑制谐波表示。 

参考图3，第二受抑制谐波表示的x_d(t)分量和x_q(t)分量提供与由所述装置测量的电气实体相关的虚拟转子位置的干净的双轴旋转参照系表示。在图4中，第二受抑制谐波表示的x_d(t)分量124和x_q(t)分量126作为所测量电气实体的虚拟转子位置的干净的双轴旋转参照系表示。例如，通过对x_q(t)分量除以x_d(t)分量后取反正切可以得到虚拟转子角(virtual rotorangle)。该角可以与每次取样时产生的时间戳相关联，并且时间戳和虚拟转子角可以被传递到监视站18以便进行分析。或者，由分量124和126提供的第二受抑制谐波表示可以与时间戳相关联并且被发送到监视站18。 

参考图5，用于产生多相交流电力系统中地理位置处的电气实体的相量表示的装置在150处被一般性示出。在该实施例中，装置包括处理器152、I/O端口154、同步信号接收器156、取样电路158、在160处一般性示出的程序存储器以及在162处一般性示出的随机存取存储器。程序存储器160和随机存取存储器162以及I/O端口154与微处理器通信。同步信号接收器156、取样电路158和发送器159与I/O端口154通信。 

同步信号接收器156用于从远程源接收同步信号。如上所述，远程源可以是GPS系统，或者更具体地，是每1秒钟提供一个计数值(以微秒为单位)的GPS卫星。 

取样电路158用于接收输入170、172和174处的信号，其表示要测量的电气实体。这样的信号可以是从例如耦合到输电线的电势变压器或电流变压器接收的经调节的信号。响应于从I/O端口154接收的信号，取样电路对输入170、172和174处出现的每个信号进行取样以提供三个数值，每个数值表示在对应的输入处所接收的经取样信号的幅度。这三个数值被回送给I/O端口154以便传送给微处理器152。 

处理器152由存储在程序存储器160中的代码所控制。这样的代码可以被刻录在例如作为程序存储器160的可编程只读存储器上；或者这样的代码可以通过例如媒体接口(如176所示)接收，其中该媒体接口176与微处理器152通信以便接收计算机可读媒体178(例如CD-ROM)上的代码。 

可替选地，或者另外地，处理器可以连接到网络接口180以便接收通过用于指示处理器执行上述方法或该方法的变型的代码加以编码的信号。在所示实施例中，除了处理器152需要的通常的基本操作系统代码之外，还通过提供GPS同步例程190、锁相环例程192、布朗德尔-帕克变换例程194、第一受抑制谐波例程196、第二受抑制谐波例程198以及输出例程200的代码来编码程序存储器。这些例程建立或使用一个数据结构，该数据结构被存储在随机存取存储器162中，并且具有计数器变量202、GPS变量204、本地变量206、Δ计数值208、样本值210、样本标准值212、样本时间缓冲器214、取样实体A缓冲器216、取样实体B缓冲器218、取样实体C缓冲器220、包含第一x_d(t)FIFO 219和第一x_q(t)FIFO 221的双轴旋转参照系缓冲器222、包含第二x_d(t)FIFO 223和第二x_q(t)FIFO 225的第一受抑制谐波表示缓冲器224、包含最终x_d(t)缓冲器227和最终x_q(t)缓冲器229的第二受抑制谐波表示缓冲器226以及输出缓冲器228。参考图6、7、8、9、10和11，下面将说明如190-200所示例程与如202-228所示 的数据结构及其部件之间的协作。 

参考图5和图6，GPS同步例程在图6中190处被一般性示出。每次在同步信号接收器156接收到例如来自GPS卫星的GPS同步信号时，该例程被调用。参考图6，例程以致使处理器在图5所示的GPS缓冲器204中存储通过GPS同步信号接收的当前GPS计数值的块192开始。然后块194指示处理器将计数器变量202的内容设置为0。然后块196指示处理器通过从GPS变量204的当前内容中减去本地变量206的内容来计算Δ计数值208。然后块198指示处理器将本地变量206的内容设置成等于GPS变量204的内容。 

实际上，GPS同步例程用于重新确定计数器变量202和本地变量206的值以及计算Δ计数值，其中Δ计数值表示由GPS系统的卫星中的准确GPS时钟所产生的计数值与在所述装置本地产生的计数值之间的差。 

参考图7，锁相环例程在192处被一般性示出。该例程每1微秒被调用一次。关于这点，处理器152可以具有内置的时钟中断，该时钟中断每1微秒引起一次中断，并且在发生这样的中断时，执行锁相环例程。 

锁相环例程始于第一块238，第一块238通过将本地值206的内容加到计数变量202、Δ计数值208和定标因子10^-6三者的乘积上，产生存储到图5所示样本值210中的样本计数值。 

然后块240指示处理器确定样本值210是否等于样本标准值212，如果是，则块242指示处理器与I/O端口154通信，以使取样电路158对在取样电路的输入170、172和174处接收的三个信号进行取样，这三个信号表示被测量电气实体的三个相位。取样电路于是将样本值回传到I/O端口154，而I/O端口154又将样本值回传到处理器152，以便分别存储在取样实体缓冲器216、218和220中的各个位置上。对于这些值的每个而言，样本实体缓冲器基本上为先进先出缓冲器。 

再参考图7，如果在块240中样本计数值不等于样本标准值，或者在块242中完成样本获取时，则处理器被导向块246，块246致使处理器将计数器变量202的内容递增。然后块248指示处理器递增本地变量206的内容，锁相环例程结束。 

实际上，锁相环例程每1微秒递增本地变量206。同时，将由计数器变量202和Δ计数值208组成的乘积项所表示的校正值加到本地变量的当前内容上。这具有利用误差校正值调整本地变量206的内容的作用，其中 误差校正值是根据最后接收的GPS计数值与接收到最后接收的GPS计数值时本地变量206的内容之间的差得到的。这主要是对由处理器提供的1微秒时钟中断的准确度与由准确GPS卫星时钟产生的1微秒递增计数值之间的差进行校正。同时，块240连续监视样本计数值的内容，以确定是否到达取样时间。例如，如果取样周期为347微秒，则样本标准值212被设为347微秒及其倍数。因此，每次存储在位置210的样本值达到值347或其倍数时，块242被调用，以致使对被测量电气实体进行取样。 

参考图8，布朗德尔-帕克变换例程在194处被一般性示出。该例程始于第一块250，第一块250使处理器设置用于布朗德尔-帕克变换的布朗德尔-帕克系数。系数的设置涉及设置角旋转频率ω₀和样本时间值t。在知道这些系数的情况下，在变换中使用的余弦值和正弦值可以在变换执行前被预先计算为绝对数。类似地，设置定标分量α。定标分量α通常是针对不同应用可以取不同值的常量，但是，α的值不会影响相量计算。 

在块250中设置布朗德尔-帕克系数后，块252指示处理器使用如254处一般性示出的矩阵和向量256执行布朗德尔-帕克变换，其中矩阵254是使用块250中设置的布朗德尔-帕克系数产生的，而向量256表示在取样时间与电气实体的相A、B、C相关的样本值。变换结果为表示变换的直接分量的x_d(t)值，表示变换的正交分量的x_q(t)，以及表示计算相量或虚拟转子位置时不感兴趣因而被忽略不计的分量的x₀(t)值。 

在块252中执行布朗德尔-帕克变换后，块258指示处理器将x_d(t)值和x_q(t)值分别存储在第一x_d(t)FIFO 219和第一x_q(t)FIFO 221中。 

在不具有谐波抑制的简单实施例中，可以立即执行输出例程200。输出例程在图9中200处一般性示出，并且包括第一块260，第一块260指示处理器准备输出包。为此，处理器将存储在FIFO 219中的x_d(t)值、存储在FIFO 221中的x_q(t)值以及表示取样时间的样本时间值存储在I/O端口154中的发送输出缓冲器(未示出)中。该时间值例如可以是样本计数值210的内容。再次参考图9，块262于是指示处理器使得在块260中准备好的包由图5所示的发送器159发送到图1所示的监视站18。 

在抑制某些谐波的实施例中，如图10所示的第一受抑制谐波例程196用于抑制在分别存储在x_d(t)FIFO 219和x_q(t)FIFO 221中的x_d(t)值和x_q(t)值中包含的2次谐波和6次谐波。如上所述，2次谐波对应于电气实体的负序分量，而x_d(t)值和x_q(t)值的6次谐波对应于电气实体的5次谐波和7次谐波。 

仍然参考图10，第一受抑制谐波例程开始于块270，块270使处理器将存储在x_d(t)FIFO 219中的第0个和第n个x_d(t)值相加。例如在取样频率为2880Hz的情况下，n＝11。参考图3，块270对应于如图3中48所示的加法块。再次参考图10，块272指示处理器对块270中执行相加所得的结果进行定标，如将该值的幅度缩小1/2。然后，块274指示处理器将定标后的和存储在第二x_d(t)FIFO缓冲器223。然后，块276指示处理器将存储在x_q(t)FIFO 221中的第0个和第n个x_q(t)值相加。块276对应于如图3中49所示的加法块。再次参考图10，块278指示处理器对块276中执行相加所得的结果进行定标，如将该值的幅度缩小1/2。然后块280指示处理器将定标后的和存储在第二x_q(t)FIFO缓冲器225，并且结束处理。刚存放在第二x_d(t)FIFO缓冲器223和第二x_q(t)FIFO缓冲器225中的内容为第一受抑制谐波表示的x_d(t)值和x_q(t)值。在由这些值提供的表示中，由布朗德尔-帕克变换产生的2次谐波和6次谐波被抑制，更重要的是，被测量电气实体的负序谐波、5次谐波和7次谐波的贡献被抑制。但是，该表示仍然含有一些分量，包括双轴旋转参照系表示的12次谐波以及大于或等于16次谐波的一些其它相对不重要的谐波。12次谐波对应于被测量电气实体中的11次谐波和13次谐波。为了抑制该12次谐波，执行第二受抑制谐波例程198。 

参考图11，第二受抑制谐波例程在198处被一般性示出，并且开始于第一块290，第一块290指示处理器将存储在第二x_d(t)FIFO 223中的第0个和第n个x_d(t)值相加。在取样频率为2880Hz的情况下，用于该计算的n为3。块290的作用在图3中64处被一般性示出。再次参考图11，在块290所执行的加法后，块292指示处理器对加法所得值进行定标，并且块294指示处理器将定标后的和存储在最终x_d(t)缓冲器227中。再次参考图11，块296指示处理器将存储在第二x_q(t)FIFO 225中的第0个和第n个x_q(t)值相加，其相当于如图3中66所示。然后块298指示处理器对块296所示加法的结果进行定标，并且块300指示处理器将定标后的和存储在最终x_q(t)缓冲器229中。存储在最终x_d(t)缓冲器227中的x_d(t)值和存储在最终x_q(t)缓冲器229中的最终x_q(t)值提供双轴旋转参照系表示的第二受抑制谐波表示，其已经去除了与所测量的电气实体的负序谐波、5次谐波、7次谐波、11次谐波和13次谐波相对应的双轴旋转参照系表示的2次谐波、6次谐波和12次谐波。如上所述，仍残留其它谐波，但是这些其它谐波通常不重要并且可以忽略。因此，存储在最终x_d(t)缓冲器227和最终x_q(t)缓冲器229中的x_d(t)值和x_q(t)值提供与被测量电气实体相关的相量或 虚拟转子位置的干净的双轴旋转参照系表示。在使用图10所示第一受抑制谐波例程和图11所示第二受抑制谐波例程的情况下，图9所示的输出例程以如下方式准备如块260所示的包，在该方式中，包中的x_d(t)值和x_q(t)值从最终x_d(t)缓冲器227和最终x_q(t)缓冲器229拷贝而来。样本时间，如样本值210的当前内容，与如上结合图9所述的这些值相关联，块262指示处理器使包含干净的x_d(t)值和x_q(t)值以及样本时间的包被发送到监视站18。 

由于第一和第二受抑制谐波例程，装置将不含有由于谐波而引起的失真的任何贡献的干净的相量或虚拟转子位置表示发送到监视站。因此，该相量或虚拟转子位置是准确的，误差百分比很小。结果，监视站18可以更加依赖该相量或虚拟转子位置，并且该相量或虚拟转子位置可以用于与例如以相同方式产生的其它虚拟转子位置相比较，以有助于评估系统稳定性。 

尽管已描述和图示了本发明的特定实施例，但是应当认为这样的实施例仅是本发明的示例性描述，而非限制根据所附权利要求所理解的本发明。 

Claims (59)

1.一种用于产生多相位交流电力系统中地理位置处的电气实体的第一相量表示的设备，包括：

接收器，在操作上被配置成从远程源接收同步信号；

本地参考时间信号发生器，在操作上被配置成产生本地参考时间信号；

取样时间信号发生器，在操作上被配置成响应于所述同步信号和所述本地参考时间信号产生取样时间信号；

取样电路，在操作上被配置成响应于所述取样时间信号和所述交流电力系统中处于所述相位中的各相位的所述电气实体，产生表示所述交流电力系统中处于所述相位中的各相位的所述电气实体的量的样本；

处理器，在操作上被配置成对所述样本进行布朗德尔-帕克变换，以产生双轴旋转参照系中所述电气实体的双轴旋转参照系表示，并且其中所述处理器在操作上被配置成响应于所述取样时间信号和表示所述双轴旋转参照系的旋转频率的频率值，设置所述布朗德尔-帕克变换的变换系数，

其中，所述处理器在操作上被配置成通过存储连续多个所述双轴旋转参照系表示，以及对所述连续多个所述双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和以产生所述双轴旋转参照系表示的分量的第一受抑制谐波表示，来消除所述双轴旋转参照系表示中包含的谐波的贡献；以及

时间戳发生器，在操作上被配置成产生表示所述取样电路得到各个样本的时间的时间戳；

其中，所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示和所述时间戳构成所述第一相量表示。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收器在操作上被配置成接收也被至少一个其它设备接收的同步信号，其中所述至少一个其它设备能够产生所述多相位交流电力系统中不同地理位置处的电气实体的第二相量表示。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收器在操作上被配置成接收无线发射的同步信号。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述接收器在操作上被配置成从全球定位系统接收全球定位系统信号。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述取样时间信号发生器包括：

a)响应于所述本地参考时间信号而递增的计数器；

b)在操作上被配置成响应于所述同步信号的接收而确定由所述本地参考时间信号递增的计数器和与所述同步信号相关的计数器之间的计数差的电路；

c)在操作上被配置成将一部分所述计数差加到由所述本地参考时间信号递增的计数器所产生的计数值上以产生样本计数值的电路；以及

d)在操作上被配置成在所述样本计数值满足标准时致使产生所述电气实体的样本的电路。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括直轴分量和交轴分量。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括模分量和角分量。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括与所述处理器通信的先进先出缓冲器，用于存储所述连续多个所述双轴旋转参照系表示。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述处理器在操作上被配置成分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的分量求和，以产生所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示。

10.根据权利要求9所述的设备，其中t-Δ₁表示比时间t早Δ₁个样本周期的时间。

11.根据权利要求10所述的设备，其中Δ₁表示所述电气实体的基频的周期的1/4。

12.根据权利要求9所述的设备，进一步包括基频信号发生器，所述基频信号发生器与所述处理器通信并且在操作上被配置成确定所述电气实体的基频，其中所述处理器在操作上被配置成响应于所述基频设置Δ₁。

13.根据权利要求9所述的设备，其中所述处理器在操作上被配置成消除所述第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献，以产生第二受抑制谐波表示。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器在操作上被配置成存储连续多个所述第一受抑制谐波表示，并且对所述连续多个所述第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和。

15.根据权利要求14所述的设备，进一步包括用于存储所述第一受抑制谐波表示的先进先出缓冲器。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述处理器在操作上被配置成分别地对与时间t相关的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和，以产生所述第二受抑制谐波表示。

17.根据权利要求16所述的设备，其中t-Δ₂表示比时间t早Δ₂个样本周期的时间。

18.根据权利要求17所述的设备，其中Δ₂表示所述电气实体的基频的周期的1/24。

19.根据权利要求16所述的设备，进一步包括基频信号发生器，所述基频信号发生器与所述处理器通信并且在操作上被配置成确定所述电气实体的基频，其中所述处理器被配置成响应于所述基频设置Δ₂。

20.一种用于产生多相位交流电力系统中地理位置处的电气实体的第一相量表示的方法，包括：

从远程源接收同步信号；

响应于所述同步信号和本地参考时间信号产生取样时间信号；

响应于所述取样时间信号和所述交流电力系统中处于各相位的所述电气实体，产生表示所述交流电力系统中处于各相位的所述电气实体的量的样本；

对所述样本进行布朗德尔-帕克变换以产生双轴旋转参照系中所述电气实体的双轴旋转参照系表示，其中进行布朗德尔-帕克变换包括响应于所述取样时间信号和表示所述双轴旋转参照系的旋转频率的频率值，设置所述布朗德尔-帕克变换的变换系数；

通过存储连续多个所述双轴旋转参照系表示，以及对所述连续多个所述双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和以产生所述双轴旋转参照系表示的分量的第一受抑制谐波表示，来消除所述双轴旋转参照系表示中包含的谐波的贡献；以及

针对每个样本，产生与所述样本相关的取样时间的表示；并且

其中，所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示和所述取样时间的所述表示构成所述第一相量表示。

21.根据权利要求20所述的方法，其中接收所述同步信号包括接收也被至少一个其它设备接收的同步信号，其中所述至少一个其它设备用于产生所述多相位交流电力系统中不同地理位置处的电气实体的第二相量表示。

22.根据权利要求20所述的方法，其中接收所述同步信号包括接收无线发射的同步信号。

23.根据权利要求22所述的方法，其中接收所述无线发射的同步信号包括从全球定位系统接收全球定位系统信号。

24.根据权利要求20所述的方法，其中产生所述取样时间信号包括响应于所述同步信号的接收，确定由所述本地参考时间信号递增的计数器和与所述同步信号相关的计数器之间的计数差。

25.根据权利要求24所述的方法，其中产生所述取样时间信号包括将一部分所述计数差加到由所述本地参考时间信号递增的计数器所产生的计数值上以产生样本计数值，以及在所述样本计数值满足标准时致使产生所述电气实体的样本。

26.根据权利要求20所述的方法，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括直轴分量和交轴分量。

27.根据权利要求20所述的方法，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括模分量和角分量。

28.根据权利要求20所述的方法，其中存储所述连续多个所述双轴旋转参照系表示包括将所述双轴旋转参照系表示存储在先进先出缓冲器中。

29.根据权利要求28所述的方法，其中对所述连续多个所述双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和包括分别地对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的分量求和，以产生所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示。

30.根据权利要求29所述的方法，其中t-Δ₁表示比时间t早Δ₁个样本周期的时间。

31.根据权利要求29所述的方法，其中Δ₁表示所述电气实体的基频的周期的1/4。

32.根据权利要求29所述的方法，进一步包括确定所述电气实体的基频以及响应于所述基频设置Δ₁。

33.根据权利要求32所述的方法，进一步包括消除所述第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献，以产生第二受抑制谐波表示。

34.根据权利要求33所述的方法，其中消除所述第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献包括存储连续多个所述第一受抑制谐波表示，以及对所述连续多个所述第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和。

35.根据权利要求34所述的方法，其中存储连续多个所述第一受抑制谐波表示包括将所述第一受抑制谐波表示存储在先进先出缓冲器中。

36.根据权利要求35所述的方法，其中对所述连续多个所述第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和包括分别地对与时间t相关的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和，以产生所述双轴旋转参照系表示的所述第二受抑制谐波表示。

37.根据权利要求36所述的方法，其中t-Δ₂表示比时间t早Δ₂个样本周期的时间。

38.根据权利要求37所述的方法，其中Δ₂表示所述电气实体的基频的周期的1/24。

39.根据权利要求36所述的方法，进一步包括确定所述电气实体的基频，以及响应于所述基频设置Δ₂。

40.一种用于产生多相位交流电力系统中地理位置处电气实体的第一相量表示的设备，包括：

用于从远程源接收同步信号的装置；

用于响应于所述同步信号和本地参考时间信号产生取样时间信号的装置；

用于响应于所述取样时间信号和所述交流电力系统中处于各相位的所述电气实体，产生表示所述交流电力系统中处于各相位的所述电气实体的量的样本的装置；

用于对所述样本进行布朗德尔-帕克变换以产生双轴旋转参照系中所述电气实体的双轴旋转参照系表示的装置，其中所述用于进行布朗德尔-帕克变换的装置包括：用于响应于所述取样时间信号和表示所述双轴旋转参照系的旋转频率的频率值设置所述布朗德尔-帕克变换的变换系数的装置；

用于通过存储连续多个所述双轴旋转参照系表示，以及对所述连续多个所述双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和以生成所述双轴旋转参照系表示的分量的第一受抑制谐波表示，来消除所述双轴旋转参照系表示中包括的谐波的贡献的装置；以及

用于产生与所述样本相关的取样时间表示的装置；

其中，所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示和所述取样时间表示构成所述第一相量表示。

41.根据权利要求40所述的设备，其中接收所述同步信号包括接收也被至少一个其它设备接收的同步信号，其中所述至少一个其它设备用于产生所述多相位交流电力系统中不同地理位置处的电气实体的第二相量表示。

42.根据权利要求40所述的设备，其中所述用于接收所述同步信号的装置包括用于接收无线发射的同步信号的装置。

43.根据权利要求42所述的设备，其中用于接收所述无线发射的同步信号的装置包括用于从全球定位系统接收全球定位系统信号的装置。

44.根据权利要求40所述的设备，其中所述用于产生所述取样时间信号的装置包括：

a)由所述本地参考时间信号递增的计数器；

b)响应于所述同步信号的接收而确定由所述本地参考时间信号递增的所述计数器和与所述同步信号相关的计数器之间的计数差的装置。

45.根据权利要求44所述的设备，其中所述用于产生所述取样时间信号的装置包括：用于将一部分所述计数差加到由所述本地参考时间信号递增的计数器所产生的计数值上以产生样本计数值，以及在所述样本计数值满足标准时致使产生所述电气实体的样本的装置。

46.根据权利要求40所述的设备，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括直轴分量和交轴分量。

47.根据权利要求40所述的设备，其中所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示包括模分量和角分量。

48.根据权利要求40所述的设备，其中所述用于存储所述连续多个所述双轴旋转参照系表示的装置包括：用于存储所述双轴旋转参照系表示的先进先出缓冲器。

49.根据权利要求48所述的设备，其中用于对所述连续多个所述双轴旋转参照系表示中的特定双轴旋转参照系表示求和的装置包括：分别地用于对与时间t相关的双轴旋转参照系表示的分量和与时间t-Δ₁相关的双轴旋转参照系表示的对应分量求和以产生所述双轴旋转参照系表示的所述分量的所述第一受抑制谐波表示的装置。

50.根据权利要求49所述的设备，其中t-Δ₁表示比时间t早Δ₁个样本周期的时间。

51.根据权利要求49所述的设备，其中Δ₁表示所述电气实体的基频的周期的1/4。

52.根据权利要求49所述的设备，进一步包括用于确定所述电气实体的基频以及响应于所述基频设置Δ₁的装置。

53.根据权利要求52所述的设备，进一步包括用于消除所述第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献的装置。

54.根据权利要求53所述的设备，其中用于消除所述第一受抑制谐波表示中包含的谐波的贡献的装置包括：用于存储连续多个所述第一受抑制谐波表示的装置，以及用于对所述连续多个所述第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和的装置。

55.根据权利要求54所述的设备，其中用于存储连续多个所述第一受抑制谐波表示的装置包括用于存储所述第一受抑制谐波表示的先进先出缓冲器。

56.根据权利要求55所述的设备，其中用于对所述连续多个所述第一受抑制谐波表示中的特定第一受抑制谐波表示求和的装置包括：用于分别地对与时间t相关的第一受抑制谐波表示的分量和与时间t-Δ₂相关的第一受抑制谐波表示的分量求和以产生所述双轴旋转参照系表示的第二受抑制谐波表示的装置。

57.根据权利要求56所述的设备，其中t-Δ₂表示比时间t早Δ₂个样本周期的时间。

58.根据权利要求56所述的设备，其中Δ₂表示所述电气实体的基频的周期的1/24。

59.根据权利要求56所述的设备，进一步包括用于确定所述电气实体的基频以及响应于所述基频设置Δ₂的装置。

Images