CN107782984A - 一种测量电网中各序分量的方法 - Google Patents
一种测量电网中各序分量的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种测量电网中各序分量的方法,属于电变量测量领域,采用通用自适应陷波器同时消除频率、幅值对检测性能的影响,因此本检测方法上对输入信号的频率和幅值变化具有很好的抗干扰性,比现有的自适应陷波器具有更广泛的适用范围。
Description
技术领域
本发明属于电变量测量领域,具体涉及一种测量电网中各序分量的方法。
背景技术
三相不平衡度是电能质量的一个重要指标,随着负荷种类的增多,电网中三相不平衡的现象突出,电网如果长期处于三相不平衡运行将会给电网经济运行和安全稳定运行带来较大的负面影响。为了能够分析电网的三相不平衡情况,需要实时的检测电网的正序分量、负序分量和零序分量等参数。目前测量各序分量的方法中需要借助采集装置采集待测信号,再将待测信号经过陷波器进行处理以提取需要的各种分量,依据自适应陷波器(ANF)的检测方法考虑了频率对性能的影响,依据幅值自适应陷波器(AANF)的检测方法考虑了输入信号幅值对性能的影响,但是两种方法都不能同时消除频率、幅值对性能的影响,因此,如何提供一种通用的、准确的检测方法是值得人们关注的问题。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种测量电网中各序分量的方法,能够同时消除频率、幅值对性能的影响,并提供准确的测量结果。
本发明采用的具体技术方案是:
一种测量电网中各序分量的方法,包括如下步骤,
a、借助三相电压电流测量模块测得电网的三相电压作为输入信号uA(t)、uB(t)、uC(t),将其通过通用自适应陷波器;
b、通用自适应陷波器的动态方程为:
其中,ζ和ε分别为通用自适应陷波器的两个参数,A为输入信号的幅值,θ为输入信号的频率;
动态方程的解为
x为方程变量,为x的一次导数,为x的二次导数,ζ为准确度参量,γ为优化后的速度参量,ε为原有的速度参量,e(t)为误差量,ω1为基波频率,为基波的初相角;
通用自适应陷波器输出包括输入信号原样输出uA(t)、uB(t)、uC(t)及其正交变换值uA(t)90、uB(t)90、uC(t)90;
c、步骤b中的计算结果经过含有序分量计算软件的序分量计算模块得到正序分量、负序分量、零序分量。
所述的步骤b(1)式中的第一个方程代入第二个方程中得到
其中,和状态变量x相比,频率θ的变化为慢变量,故采用平均理论将上式转化为线性时不变系统:
对上式进行化简可得:
当θav=ω0,上式可简化为:
频率检测响应的时间常数为:
当通用自适应陷波器的参数ε和ζ为定值时,τ也为定值,即通用自适应陷波器的动态响应时间不变,其性能与输入信号的频率和幅值无关。
所述的步骤c中,当电网中三相不平衡时,将输入信号分解为正序分量、负序分量和零序分量之和,它们的关系可用公式表示为:
本发明的有益效果是:
本发明采用通用自适应陷波器同时消除频率、幅值对检测性能的影响,因此本检测方法上对输入信号的频率和幅值变化具有很好的抗干扰性,比现有的自适应陷波器具有更广泛的适用范围。
附图说明
图1为本发明中数据运算流向的示意图;
图2为通用自适应陷波器的结构图;
图3为本发明方法对正序分量的检测;
图4为本发明方法对负序分量的检测;
图5使用传统ANF的方法检测的负序分量;
图6使用本发明方法检测的负序分量;
图7使用传统ANF的方法检测的幅值变化;
图8使用本发明方法检测的幅值变化;
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明:
如图1及图2所示,本发明提供了一种测量电网中各序分量的方法,包括如下步骤,
a、借助三相电压电流测量模块测得电网的三相电压作为输入信号uA(t)、uB(t)、uC(t),将其通过通用自适应陷波器;
b、通用自适应陷波器的动态方程为:
其中,ζ和ε分别为通用自适应陷波器的两个参数,A为输入信号的幅值,θ为输入信号的频率;
动态方程的解为
x为方程变量,为x的一次导数,为x的二次导数,ζ为准确度参量,γ为优化后的速度参量,ε为原有的速度参量,e(t)为误差量,ω1为基波频率,为基波的初相角;
通用自适应陷波器输出包括输入信号原样输出uA(t)、uB(t)、uC(t)及其正交变换值uA(t)90、uB(t)90、uC(t)90;
c、步骤b中的计算结果经过含有序分量计算软件的序分量计算模块得到正序分量、负序分量、零序分量,其中,为A相正序分量,为A相负序分量,B、C相同理,u0(t)为零序分量。
所述的步骤b(1)式中的第一个方程代入第二个方程中得到
其中,和状态变量x相比,频率θ的变化为慢变量,故采用平均理论将上式转化为线性时不变系统:
对上式进行化简可得:
当θav=ω0,上式可简化为:
频率检测响应的时间常数为:
当通用自适应陷波器的参数ε和ζ为定值时,τ也为定值,即通用自适应陷波器的动态响应时间不变,其性能与输入信号的频率和幅值无关。
所述的步骤c中,当电网中三相不平衡时,将输入信号分解为正序分量、负序分量和零序分量之和,它们的关系可用公式表示为:
其中
对本发明所公开方法进行仿真验证:
(1)首先分析该方法对正序、负序分量的检测。条件设定为初始时,输入信号的频率为50Hz,初相角为0,只包含正序分量,幅值为1.0pu。t=0.2s时,正序分量保持不变,增加负序分量,幅值为0.2pu。由图3,表明该方法能够准确的检测系统的正序分量。图4为本发明方法所检测到的负序分量,与仿真参数设置相同,仿真参数设置为t=0.2s时,增加负序分量,表明该方法能够准确的检测系统的负序分量。
(2)在频率变化时,该方法与使用传统ANF的方法比较。条件设定为初始时,输入信号的频率为400Hz,初相角为0,只包含正序分量,幅值为1.0pu。t=0.6s时,输入信号频率增加10Hz,正序分量保持不变,同时增加负序分量,幅值为0.2pu。由图5、图6可知,当输入频率偏离标准频率较大时,并且频率发生变化时,本方法检测负序分量误差较小,所需时间较短,而使用传统ANF的方法存在明显的误差,且追踪速度较慢。
(3)在幅值变化时,该方法与使用传统ANF的方法比较。条件设定为初始时,输入信号的频率为50Hz,初相角为0,只包含正序分量,幅值为2.0pu。t=0.2s时,输入信号正序分量幅值增加0.2pu,同时增加负序分量,幅值为0.5pu。由图7、图8可知,当输入信号幅值偏离标准值时,并且幅值发生变化时,本方法能快快速的跟踪负序分量的变化,而使用传统ANF的方法存在明显的误差,且追踪速度较慢。
图3到图8中深色粗线为A相波形,浅色粗线为B相波形,细线为C相波形。
Claims (3)
1.一种测量电网中各序分量的方法,其特征在于:包括如下步骤,
a、借助三相电压电流测量模块测得电网的三相电压uA(t)、uB(t)、uC(t)作为输入信号,将其通过通用自适应陷波器;
b、通用自适应陷波器的动态方程为:
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其中,ζ和ε分别为通用自适应陷波器的两个参数,A为输入信号的幅值,θ为输入信号的频率;
动态方程的解为
x为方程变量,为x的一次导数,为x的二次导数,ζ为准确度参量,γ为优化后的速度参量,ε为原有的速度参量,e(t)为误差量,ω1为基波频率,为基波的初相角;
通用自适应陷波器输出包括输入信号原样输出uA(t)、uB(t)、uC(t)及其正交变换值uA(t)90、uB(t)90、uC(t)90;
c、步骤b中的计算结果经过含有序分量计算软件的序分量计算模块得到正序分量、负序分量、零序分量。
2.根据权利要求1所述的一种测量电网中各序分量的方法,其特征在于:所述的步骤b(1)式中将第一个方程代入第二个方程中得到
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其中,和状态变量x相比,频率θ的变化为慢变量,故采用平均理论将上式转化为线性时不变系统:
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对上式进行化简可得:
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当θav=ω0,上式可简化为:
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频率检测响应的时间常数为:
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当通用自适应陷波器的参数ε和ζ为定值时,τ也为定值,即通用自适应陷波器的动态响应时间不变,其性能与输入信号的频率和幅值无关。
3.根据权利要求1所述的一种测量电网中各序分量的方法,其特征在于:所述的步骤c中,当电网中三相不平衡时,将输入信号分解为正序分量、负序分量和零序分量之和,它们的关系可用公式表示为:
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CN201711294157.XA CN107782984A (zh) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | 一种测量电网中各序分量的方法 |
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN104868499A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-08-26 | 国家电网公司 | 三相不平衡情况下的基于自适应陷波器的三相pq控制方法及系统 |
CN104897250A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 华南理工大学 | 一种抗强谐波干扰的多台位流量计脉冲计数补偿方法 |
CN104990616A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-21 | 广州能源检测研究院 | 基于级联自适应陷波器的多路不同步脉冲计数补偿方法 |
CN106209031A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 珠海格力电器股份有限公司 | 时钟电路、时钟信号生成方法以及包括该时钟电路的控制芯片 |
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2017
- 2017-12-08 CN CN201711294157.XA patent/CN107782984A/zh active Pending
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郭磊: "基于自适应陷波器的微电网信息提取及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑》 * |
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