CN104614580A - 一种适用于获取tcr母线电流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于获取TCR母线电流的方法，包括步骤：S1、将数字电流互感器串联在TCR母线上，所述TCR受到触发装置的控制导通，产生母线电流。S2、利用数字电流互感器对TCR母线电流进行过采样，得到某一采样点及其周围多点的高频的电流脉冲数据；S3、将步骤S2的数字电流互感器的采样数据经过最小二乘法拟合一条二次曲线来计算该采样点的电流值。本发明技术方法通过一种特殊的最小二乘法进行数据分析处理；该方法利用均方差最小的原理，可以很有效的降低测量偏差对数据可靠性的影响。更合理的，更贴近实际情况，使得采样数据能够达到更高的拟合精度。

Description

一种适用于获取TCR母线电流的方法

技术领域

本发明属于设备检测技术领域，具体涉及一种应用于电力系统电力电子技术中获取高置信度TCR母线电流的算法。

背景技术

晶闸管是目前使用最为广泛的阀元件，在高电压大电流应用方面，通常需数只晶闸管串联连接使用，而晶闸管阀组(TCR)是静止无功补偿器(SVC)的核心组成部分。为保证晶闸管元件正常工作，需要对TCR的母线电流进行测量和监测。

在现有的母线电流的计算方法中，大多采用电流互感器进行多次采样求平均值的方法来确定电流值。这样的方法计算得到的电流值会产生较大的误差，而且电流互感器也会存在测量偏差。因此需要一种更加合理的算法来减少测量误差。本发明提供了一种更加精确的算法，很大程度上提高了电流值的置信度。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于获取TCR的母线电流的算法，能够更合理的，更贴近实际情况，达到更高的拟合精度。降低了因为电流互感器采样时产生的偏差对电流值的影响，同时也降低了计算的误差，能够有效的提高测量的电流值的置信度。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的算法方案是：

1.一种适用于获取TCR母线电流的方法，包括步骤：

S1、将数字电流互感器串联在TCR母线上，所述TCR受到触发装置的控制导通，产生母线电流；

S2、利用数字电流互感器对TCR母线电流进行过采样，得到某一采样点及其周围多点的高频的电流脉冲数据；

S3、将步骤S2的数字电流互感器的采样数据经过最小二乘法拟合一条二次曲线来计算该采样点的电流值。

优选的，在采样的样本数据中，定义拟合数据与样本数据之差与该样本数据的比值的平方值的累加值作为最佳拟合。

进一步优选的，所述的最小二乘法拟合的一条二次曲线，定义方程为：

y＝C₁+C₂x+C₃x²

设x_i表示第i个采样点，y_i表示该点的采样值，则拟合数据与样本数据之差为：

δ_i＝C₁+C₂x_i+C₃x_i ²-y_i

最佳拟合为：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{{\mathrm{\δ}}_i}{y_i}\right)}^2={\mathrm{\Δ}}_{\min }$

n表示采样点的个数，Δ_min最小为偏差值。

进一步优选的，为求偏差值Δ_min最小，利用求偏导数的方法计算二次方程的系数。

进一步优选的，所述利用求偏导数的方法计算二次方程的系数，即通过求的偏导数，通过公式来求出二次曲线的系数C₁，C₂，C₃的值。

进一步优选的，根据计算得到的C₁，C₂，C₃的值，即获得最佳拟合的二次曲线，取x为所有x_i的中点值，带入公式y＝C₁+C₂x+C₃x²得到的值为最佳拟合的电流值。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明技术方法通过一种特殊的最小二乘法进行数据分析处理；该方法利用均方差最小的原理，可以很有效的降低测量偏差对数据可靠性的影响。相对于传统的最小二乘法，该方法定义最佳拟合为本发明能够更合理的，更贴近实际情况，使得采样数据能够达到更高的拟合精度。本发明可广泛应用于电力系统中电力电子技术中电压电流等数据量的分析和计算中，能够获得较高置信度的数据量。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的TCR连接结结构图；

图2为本发明获取的最佳拟合的二次曲线图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。

实施例

如图1所示，为本发明所述的TCR连接结结构图，将数字电流互感器CT串联在晶闸管阀组TCR的母线上，控制模块触发控制晶闸管阀组TCR的导通，产生电流，位于母线上的电流互感器(CT)以80倍频对母线电流进行采样，获取高频率的电流数据进行计算。

本发明获取TCR母线电流的方法步骤包括：

S1、将数字电流互感器串联在TCR母线上，所述TCR受到触发装置的控制导通，产生母线电流；

S2、利用数字电流互感器对TCR母线电流进行过采样，得到某一采样点及其周围多点的高频的电流脉冲数据；

S3、将步骤S2的数字电流互感器的采样数据经过最小二乘法拟合一条二次曲线来计算该采样点的电流值。

在采样的样本数据中，定义拟合数据与样本数据之差与该样本数据的比值的平方值的累加值作为最佳拟合。

所述的最小二乘法拟合的一条二次曲线，定义方程为：

y＝C₁+C₂x+C₃x²              (1) 

设x_i表示第i个采样点，y_i表示该点的采样值，则拟合数据与样本数据之差为：

δ_i＝C₁+C₂x_i+C₃x_i ²-y_i            (2) 

最佳拟合为：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left(\frac{{\mathrm{\δ}}_i}{y_i}\right)}^2={\mathrm{\Δ}}_{\min }---\left(3\right)$

n表示采样点的个数，Δ_min最小为偏差值。

为求偏差值Δ_min最小，利用求偏导数的方法计算二次方程的系数。所述 利用求偏导数的方法计算二次方程的系数，即通过求的偏导数，通过公式：

$\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{\δ}}_i}{y_i^2}\frac{\∂{\mathrm{\δ}}_i}{\∂C_k}---\left(4\right)$

根据公式4计算得到的C₁，C₂，C₃的值，即获得最佳拟合的二次曲线，取x为所有x_i的中点值，带入公式1得到的值为最佳拟合的电流值。

如图2所示为通过所述特殊的最小二乘法对电流互感器采样的电流数据进行拟合得到的二次曲线。选择采样点左右各四个点进行数据分析，即每次计算以9个采样点的数值进行。定义二次曲线y＝C₁+C₂x+C₃x²；误差表示为δ_i＝C₁+C₂x_i+C₃x_i ²-y_i；定义最佳拟合为通过求偏导数计算得到二次曲线的系数，可以得到拟合度极高的二次曲线，取对应点的曲线值即为所求的高置信度的电流。

应理解，上述实例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将数字电流互感器串联在TCR母线上，所述TCR受到触发装置的控制导通，产生母线电流；

S2、利用数字电流互感器对TCR母线电流进行过采样，得到某一采样点及其周围多点的高频的电流脉冲数据；

S3、将步骤S2的数字电流互感器的采样数据经过最小二乘法拟合一条二次曲线来计算该采样点的电流值。

2.根据权利要求1所述的适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，在采样的样本数据中，定义拟合数据与样本数据之差与该样本数据的比值的平方值的累加值作为最佳拟合。

3.根据权利要求2所述的适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，所述的最小二乘法拟合的一条二次曲线，定义方程为：

y＝C₁+C₂x+C₃x²

设x_i表示第i个采样点，t_i表示该点的采样值，则拟合数据与样本数据之差为：

δ_i＝C₁+C₂x_i+C₃x_i ²-y_i

最佳拟合为：

n表示采样点的个数，Δ_min最小为偏差值。

4.根据权利要求3所述的适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，为求偏差值Δ_min最小，利用求偏导数的方法计算二次方程的系数。

5.根据权利要求4所述的适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，所述利用求偏导数的方法计算二次方程的系数，即通过求的偏导数，通过公式来求出二次曲线的系数C₁，C₂，C₃的值。

6.根据权利要求5所述适用于获取TCR母线电流的方法，其特征在于，根据计算得到的C₁，C₂，C₃的值，即获得最佳拟合的二次曲线，取x为所有x_i的中点值，带入公式 y＝C₁+C₂x+C₃x²得到的值为最佳拟合的电流值。