CN102298088A - 一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力系统测量中的互感器，尤其是应用于电力系统中功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，系统在电压电流相角为45度时进行一次整定，通过该方法可以方便的计算出电压互感器和电流互感器精度较高的角差修正系数，系统通过角差修正系数，对采样得到的功率进行修正，可以得到较为接近实际功率的修正功率，通过对采样功率的修正，可以使用系统在任何角度下都可以得到较为精确的功率数值，避免在单一相角下整定后在其他的相角功率出现较大的偏差，与目前所用的功率角差补偿计算方法相比，该方法计算量少，精度高，无需要硬件针对该算法进行优化，且不需进行多次整定，实施简单方便。

Description

一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统测量中的互感器，尤其是应用于电力系统中功率计算互感器角差补偿系数的计算方法。

背景技术

电流互感器和电压互感器在电力系统测量中大量使用，其角差会对有功功率和无功功率的计算产生较大的影响，虽然在某一相位时，角差α一般小于0.5度，对功率计算的精度没有特别大的影响，但是如果需要在某一相位时进行整定取得标准值，在改变相角后，可能与标准值差出2α甚至3α的角差，这样测量功率和实际功率就会有较大的误差，此时就需要对该误差进行补偿，而目前存在的补偿方法有着计算补偿系数繁琐，或者补偿不准确等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有互感器角差的技术不足，提供了一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，使计算出的有功功率和无功功率更有接近实际值，自行、方便、快捷，计算出精度较高的角差补偿系数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法：当角差为α时，其测量到的有功功率和无功功率分别为：

上式中，Pc为测量到的有功功率，Qc为测量到的无功功率，U为电压，I为电流，

为电压和电流的相角，α为角差。

补偿系数并不需要将角差α求出，而只需要求出其正弦值即可，避免了计算α时繁琐的反三角函数计算。

由有功功率和无功功率的计算公式，经三角函数变换可得：

因为系统整定时，要求相角为45度，此时，

故上式可简化为：

$\frac{P_c}{Q_c}=\frac{\cos \mathrm{\α}-\sin \mathrm{\α}}{\cos \mathrm{\α}+\sin \mathrm{\α}}$

通过实际测试得知，角差α小于0.5度，而此时cosα的值大于0.99996。此时，可将cosα的值约等于1，误差不大于十万分之四，该精度远高电压和电流的采样精度，可以忽略不计，而却可以明显减少运算量。故此时：

$\frac{P_c}{Q_c}\≈\frac{1-\sin \mathrm{\α}}{1+\sin \mathrm{\α}}$

使用该式即可计算出精度较高的sinα，而该值即为有功功率计算和无功功率计算的补偿系数。

由：

和

经三角函数变换可得：

由以上两式可得：

P_s＝P_ccosα+Q_csinα

Q_s-Q_ccosα-P_csinα

在该式中，P_s和Q_s分别表示实际有功功率和实际无功功率。

由于cosα的值大于0.99996，故可认为其值为1，此时精度远高于电压和电流的测量精度，故并不会降低功率的计算精度，但却可明显减少计算量，故上式可减化为：

P_s＝P_c+Q_csinα

Q_s＝Q_c-P_csinα

本发明的有益效果是，一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，与目前所用的功率角差补偿计算方法相比，该方法计算量少，精度高，无需要硬件针对该算法进行优化，且不需进行多次整定，实施简单方便。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为电压100V，电流5A，相角为45度时的波形图。

图2为在45度整定后，采样-45度得到的波形。

图3为功率补偿的流程图。

具体实施方式

图1中是电压100V，电流5A，相角为45度时的波形图，电流实线波形为实际电流波形，电流虚线波形为互感器输出端的电流波形，可以看出其中有一定的角差，此时采样得到的电流波形即为虚线电流波形，如果不进行功率角差补偿，则功率会按照采样得到的电流进行计算，并且将互感器得到的相角认为是45度。在电压和电流相角为45度的曲线时，进行系统整定，根据此时采样计算得到的有功功率和无功功率、输入的电压和电流的相角，计算出功率角差补偿的系数sinα。此时，即可进行功率补偿计算，得出功率的实际值，作为系统的功率整定值。

图2实施例中，在45度整定后，采样-45度得到的波形，此时如果不加角差补偿，实际电流曲线为虚线

所示波形，互感器输出曲线为虚线----所示波形，而采样功率按照整定时的数据，计算功率时的电流波形实际上为虚线

所示波形，此时，计算出的功率的会明显的偏离实际功率。当电压和电流的输入相角发生变化时，相角为-45度时，此时，根据实际采样得到的电流波形，计算出实测功率，根据功率角差补偿系数进行补偿计算，得到此时实际的有功功率和无功功率。

Claims (3)

1.一种功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，其特征是：当角差为α时，其测量到的有功功率和无功功率分别为：

上式中Pc为测量到的有功功率，Qc为测量到的无功功率，U为电压，I为电流，为电压和电流的相角，α为角差。

2.根据权利要求1所述的功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，其特征是：由有功功率和无功功率的计算公式，经三角函数变换可得：

因为系统整定时，要求相角为45度，此时，

故上式可简化为：

$\frac{P_c}{Q_c}=\frac{\cos \mathrm{\α}-\sin \mathrm{\α}}{\cos \mathrm{\α}+\sin \mathrm{\α}}$

3.根据权利要求2所述的功率计算互感器角差补偿系数的计算方法，其特征是：通过实际测试得知，角差α小于0.5度，而此时cosα的值大于0.99996，因而可将cosα的值约等于1，误差不会大于十万分之四，该精度远高电压和电流的采样精度，可以忽略不计，但却可以明显减少运算量，故此时：

$\frac{P_c}{Q_c}\≈\frac{1-\sin \mathrm{\α}}{1+\sin \mathrm{\α}}$

使用该式即可计算出精度较高的sinα，而该值即为有功功率计算和无功功率计算的补偿系数。

由：

和

经三角函数变换可得：

由以上两式可得：

P_c＝P_ccosα+Q_csinα

Q_s＝Q_ccosα-P_csinα

在该式中，P_s和Q_s分别表示实际有功功率和实际无功功率。

由于cosα的值大于0.99996，故可认为其值为1，此时精度远高于电压和电流的测量精度，故并不会降低功率的计算精度，但却可明显减少计算量，故上式可减化为：

P_s＝P_c+Q_csinα

Q_s＝Q_c-P_csinα。

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