CN107515330B - 一种基于相关分析的过零点检测方法 - Google Patents

一种基于相关分析的过零点检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107515330B
CN107515330B CN201710703912.9A CN201710703912A CN107515330B CN 107515330 B CN107515330 B CN 107515330B CN 201710703912 A CN201710703912 A CN 201710703912A CN 107515330 B CN107515330 B CN 107515330B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zero
cos
correlation analysis
signal
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710703912.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107515330A (zh
Inventor
许巧云
张贤超
黄国政
冯学斌
吴昌盛
陈子辉
胡泰
吴智影
陈积会
王峥
曾莉
黄亮浩
董超俊
韩冰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Wuyi University Fujian
Original Assignee
Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Wuyi University Fujian
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd, Wuyi University Fujian filed Critical Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority to CN201710703912.9A priority Critical patent/CN107515330B/zh
Publication of CN107515330A publication Critical patent/CN107515330A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107515330B publication Critical patent/CN107515330B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/175—Indicating the instants of passage of current or voltage through a given value, e.g. passage through zero

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明属于检测方法技术领域，更具体地涉及一种基于相关分析的过零点检测方法，具体步骤如下：(a)首先，对电网运行电压信号U(t)进行测量；(b)在步骤(a)之后，对电压信号U(t)随机截取50个周期，并且在运算中生成标准余弦信号cos(wt)，标准余弦信号cos(wt)与采集得到的电压信号U(t)进行相关计算，则可得到计算结果为A(t)；当对50个整周期进行积分时，含有2倍基波项的积分值将为零；(e)进行50个周期的积分，且令U0为已知的，通过相关性分析可以计算截取时刻的初相角θ0；(f)在步骤(e)之后，利用电网运行的工作周期为定值，且一个周期有两个过零点；截取信号的时刻设为t0，计算出过零点t00。本明可使得相控断路器的结构简单，在过零点检测过程中无需经过滤波处理，并且本发明得出的过零点的精度高。

Description

一种基于相关分析的过零点检测方法
技术领域
本发明属于检测方法技术领域，更具体地涉及一种基于相关分析的过零点检测方法。
背景技术
为了减少断路器合闸过程对电容器造成的暂态过电压和过电流，可采用分相投切技术减小电容器的过电压和过电流。分相投切需根据每项过零时刻判断何时投切电容器减小电容器的过电流和过电压。
目前市场上与本算法相近的实现方案为采用一元线性回归的方式判断过定点位置判，即在过零点时刻用高阶泰勒展式采用线性回归的方式判断过零点时刻。
现有技术均需经过滤波装置处理滤除谐波成分，然后再进行过零点的检测判别。但是这种技术精度不高，并且成本较高。
发明内容
本发明旨在克服上述技术的不足，提供一种基于相关分析的过零点检测方法，通过设置本明可使得相控断路器的结构简单，在过零点检测过程中无需经过滤波处理，并且本发明得出的过零点的精度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于相关分析的过零点检测方法，具体步骤如下：
(a)首先，对电网运行电压信号U(t)进行测量；
(b)在步骤(a)之后，对电压信号U(t)随机截取50个周期，并且在运算中生成标准余弦信号cos(wt)，标准余弦信号cos(wt)与采集得到的电压信号U(t)进行相关计算，则可得到计算结果为A(t)，步骤如下：
Figure BDA0001381061120000011
(c)在步骤(b)之后，进行简化得到如下：
Figure BDA0001381061120000012
(d)在步骤(c)之后，由于3次谐波与基波的卷积值为0，所以三次谐波与基波是是正交的；同理5次和7次谐波与基波是正交的，积分值也将为零；高斯噪声与基波是正交的，即积分的值也将是零；其中(2)式只有第一项积分值不为零；对第一项积分进行简化运算得：
Figure BDA0001381061120000021
当式(3)中对50个整周期进行积分时，含有2倍基波项的积分值将为零；
(e)在步骤(d)之后，对(3)式中进行50个周期的积分，且令U0为已知的，则计算的值将是关于初相θ0的函数如下：
Figure BDA0001381061120000022
通过相关性分析可以计算截取时刻的初相角θ0；
(f)在步骤(e)之后，利用电网运行的工作周期为定值，且一个周期有两个过零点；截取信号的时刻设为t0，过零点t00计算公式如下：
Figure BDA0001381061120000023
其中，m为自然数。
本明可使得相控断路器的结构简单，在过零点检测过程中无需经过滤波处理，并且本发明得出的过零点的精度高。
优选地，在步骤(a)中，U(t)的计算公式如下：
U(t)＝U0cos(ωt+θ0)+U3cos(3ωt+θ3)+U5cos(5ωt+θ5)+U7cos(7ωt+θ7)+ξ(t) (6)
其中，(6)式中U0为电网最大值，ω＝2πf0，θ0为采集到信号的初相，U5，U7分别为3次，5次，7次谐波的最大值；θ3，θ5，θ7分别为3次，5次，7次谐波的初相；ξ(t)为存在于测试系统中的高斯噪声。
优选地，在步骤(f)中，电网运行的工作周期的定值为0.02。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种基于相关分析的过零点检测方法，本明可使得相控断路器的结构简单，在过零点检测过程中无需经过滤波处理，并且本发明得出的过零点的精度高。
附图说明
图1为基于相关分析的过零点检测方法的的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明专利作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明专利的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明专利实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1所示为一种基于相关分析的过零点检测方法的实施例，具体步骤如下：
(a)首先，对电网运行电压信号U(t)进行测量；
(b)在步骤(a)之后，对电压信号U(t)随机截取50个周期，并且在运算中生成标准余弦信号cos(wt)，标准余弦信号cos(wt)与采集得到的电压信号U(t)进行相关计算，则可得到计算结果为A(t)，步骤如下：
Figure BDA0001381061120000031
(c)在步骤(b)之后，进行简化得到如下：
Figure BDA0001381061120000032
(d)在步骤(c)之后，由于3次谐波与基波的卷积值为0，所以三次谐波与基波是是正交的；同理5次和7次谐波与基波是正交的，积分值也将为零；高斯噪声与基波是正交的，即积分的值也将是零；其中(2)式只有第一项积分值不为零；对第一项积分进行简化运算得：
Figure BDA0001381061120000033
当式(3)中对50个整周期进行积分时，含有2倍基波项的积分值将为零；
(e)在步骤(d)之后，对(3)式中进行50个周期的积分，且令U0为已知的，则计算的值将是关于初相θ0的函数如下：
Figure BDA0001381061120000034
通过相关性分析可以计算截取时刻的初相角θ0；
(f)在步骤(e)之后，利用电网运行的工作周期为定值，且一个周期有两个过零点；截取信号的时刻设为t0，过零点t00计算公式如下：
Figure BDA0001381061120000041
其中，m为自然数。
其中，在步骤(a)中，U(t)的计算公式如下：
U(t)＝U0cos(ωt+θ0)+U3cos(3ωt+θ3)+U5cos(5ωt+θ5)+U7cos(7ωt+θ7)+ξ(t) (6)
其中，(6)式中U0为电网最大值，ω＝2πf0，θ0为采集到信号的初相，U5，U7分别为3次，5次，7次谐波的最大值；θ3，θ5，θ7分别为3次，5次，7次谐波的初相；ξ(t)为存在于测试系统中的高斯噪声。
另外，在步骤(f)中，电网运行的工作周期的定值为0.02。
显然，本发明专利的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明专利所作的举例，而并非是对本发明专利的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于相关分析的过零点检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
(a)首先，对电网运行电压信号U(t)进行测量；
(b)在步骤(a)之后，对电压信号U(t)随机截取50个周期，并且在运算中生成标准余弦信号cos(wt)，标准余弦信号cos(wt)与采集得到的电压信号U(t)进行相关计算，则可得到计算结果为A(t)，步骤如下：
Figure FDA0002249672840000011
(c)在步骤(b)之后，进行简化得到如下：
(d)在步骤(c)之后，由于3次谐波与基波的卷积值为0，所以三次谐波与基波是正交的；同理5次和7次谐波与基波是正交的，积分值也将为零；高斯噪声与基波是正交的，即积分的值也将是零；其中(2)式只有第一项积分值不为零；对第一项积分进行简化运算得：
Figure FDA0002249672840000013
当式(3)中对50个整周期进行积分时，含有2倍基波项的积分值将为零；
(e)在步骤(d)之后，对(3)式中进行50个周期的积分，且令U0为已知的，则计算的值将是关于初相θ0的函数如下：
Figure FDA0002249672840000014
通过相关性分析可以计算截取时刻的初相θ0；
(f)在步骤(e)之后，利用电网运行的工作周期为定值，且一个周期有两个过零点；截取信号的时刻设为t0，过零点t00计算公式如下：
Figure FDA0002249672840000015
其中，m为自然数；(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式中U0为电网最大值，ω＝2πf0，θ0为采集到信号的初相，U3 、U5、U7分别为3次，5次，7次谐波的最大值；θ3，θ5，θ7分别为3次，5次，7次谐波的初相。
2.根据权利要求1所述的基于相关分析的过零点检测方法，其特征在于，在步骤(a)中，U(t)的计算公式如下：
U(t)＝U0cos(ωt+θ0)+U3cos(3ωt+θ3)+U5cos(5ωt+θ5)+U7cos(7ωt+θ7)+ξ(t) (6)
其中，(6)式中U0为电网最大值，ω＝2πf0，θ0为采集到信号的初相，U3 、U5、U7分别为3次，5次，7次谐波的最大值；θ3，θ5，θ7分别为3次，5次，7次谐波的初相；ξ(t)为存在于测试系统中的高斯噪声。
3.权利要求2所述的基于相关分析的过零点检测方法，其特征在于，在步骤(f)中，电网运行的工作周期的定值为0.02。
CN201710703912.9A 2017-08-16 2017-08-16 一种基于相关分析的过零点检测方法 Active CN107515330B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710703912.9A CN107515330B (zh) 2017-08-16 2017-08-16 一种基于相关分析的过零点检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710703912.9A CN107515330B (zh) 2017-08-16 2017-08-16 一种基于相关分析的过零点检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107515330A CN107515330A (zh) 2017-12-26
CN107515330B true CN107515330B (zh) 2020-02-04

Family

ID=60722508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710703912.9A Active CN107515330B (zh) 2017-08-16 2017-08-16 一种基于相关分析的过零点检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107515330B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1144585A (zh) * 1994-12-28 1997-03-05 Ntt移动通信网株式会社 在码分多路存取发送系统中建立扩展码获取的设备和方法
CN101373946A (zh) * 2007-08-25 2009-02-25 欧瑞康纺织有限及两合公司 电子换向直流电机的无传感器运行
CN102832931A (zh) * 2012-09-18 2012-12-19 浙江昱能光伏科技集成有限公司 基于不完整周期电网电压信号的鉴相方法、装置及锁相环
CN103941087A (zh) * 2014-04-09 2014-07-23 天津大学 欠采样速率下的高频余弦信号的频率测量方法及其装置
CN104655905A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 相关正弦信号检测方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1144585A (zh) * 1994-12-28 1997-03-05 Ntt移动通信网株式会社 在码分多路存取发送系统中建立扩展码获取的设备和方法
CN101373946A (zh) * 2007-08-25 2009-02-25 欧瑞康纺织有限及两合公司 电子换向直流电机的无传感器运行
CN102832931A (zh) * 2012-09-18 2012-12-19 浙江昱能光伏科技集成有限公司 基于不完整周期电网电压信号的鉴相方法、装置及锁相环
CN104655905A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 相关正弦信号检测方法及装置
CN103941087A (zh) * 2014-04-09 2014-07-23 天津大学 欠采样速率下的高频余弦信号的频率测量方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107515330A (zh) 2017-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105319447B (zh) 一种介质损耗角正切值测试方法及测试仪
CN105044456B (zh) 一种基于正交子带的电网瞬时频率测量与跟踪方法
CN102901856B (zh) 基于相位搜索的电缆线路避雷器阻性电流检测方法
CN105021872B (zh) 一种电网电压畸变不对称状态下电流各分量有功成分和无功成分的检测方法
Lin et al. Recursive algorithm for real-time measurement of electrical variables in power systems
CN106597229A (zh) 35kV以上变电设备绝缘在线监测系统的工作方法
CN104360137B (zh) 一种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法
CN110568309B (zh) 一种滤波器、同步相量测量系统及方法
CN104267258B (zh) 一种利用不完全s变换的谐波瞬时功率计算方法
CN105629060B (zh) 基于最优基带滤波的电网频率测量方法和装置
CN103257273A (zh) 同频周期信号相位差的测量方法
CN106066437A (zh) 一种金属氧化物避雷器在线监测装置及其监测方法
CN106226590A (zh) 一种电力系统同步相量测量方法
CN104502707A (zh) 一种基于三次样条插值的电力系统同步相量测量方法
Reddy et al. An open-loop fundamental and harmonic phasor estimator for single-phase voltage signals
CN104865438A (zh) 一种氧化锌避雷器阻性电流基波测量方法
CN108152552A (zh) 一种用于精准捕获Dimmer干扰的防窃电方法
CN103487665B (zh) 测量高压断路器均压电容试验方法
CN103207307B (zh) 金属氧化物避雷器泄漏电流组成成分测量方法
CN107515330B (zh) 一种基于相关分析的过零点检测方法
CN104391198B (zh) 一种低压用电网安全监测方法
CN107870265A (zh) 一种基于高精度dft的电网对地电容检测方法
CN103176030B (zh) 配电系统的间谐波检测方法
CN110389252B (zh) 一种用于电网电压跌落的αβ检测方法
CN104267254B (zh) 一种正弦电路无功功率检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant