CN108169558A - 电力系统实时测频方法 - Google Patents

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CN108169558A CN201711466316.XA CN201711466316A CN108169558A CN 108169558 A CN108169558 A CN 108169558A CN 201711466316 A CN201711466316 A CN 201711466316A CN 108169558 A CN108169558 A CN 108169558A
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许永军
李蔚凡
苏小雷
林超
谢映宏
王薛冬
张凯
向莉华
姜步云
张泽江
李文峰
苏宗洲
郑冰冰
陈星宇
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CYG Sunri Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

Abstract

一种电力系统实时测频方法，涉及电力系统保护与控制产品信号及数据处理领域。本发明计算输入量采用的是傅里叶变换输出的向量的实部或虚部，使用二次曲线拟合电压过零点时刻的一小段曲线,计算其过零点的时刻与相邻的变化方向一致的过零点时刻的时间差值,即为电压的周期。该方法计算输入量采用傅氏变换后的向量,消除了谐波、直流分量等影响,抗干扰能力强，计算精度高、离散小，性能优于基于实时采样值过零点的测频方法。

Description

电力系统实时测频方法
技术领域
本发明涉及电力系统保护与控制产品信号及数据处理领域，涉及一种基于傅里叶变换实现的交流电压过零点软件测频方法。
背景技术
伴随着经济社会的快速发展，电力系统的复杂性也随之增加，对继电保护和自动化设备的信号采集处理造成较大干扰，如果不加以应对可能会造成继电保护设备的拒动或者误动，因此酿成的严重后果或许将是难以承受的，造成的损失可能是不可估量的。
比如各种类型新能源的接入，包括光伏发电系统、风力发电系统、微型燃气轮机发电系统等，一般具有环保、经济等一系列优点，能够很好地满足人们对电力安全稳定和经济环保的要求，已引起了广泛关注，并逐渐得到推广和发展。但是，新能源一般需要依托电力电子技术逆变后接入电网，如此就不可避免的向电网中注入一定量的谐波信号。再比如，高速铁路、城市轨道以及城际动车组等交通工具，一般具备快捷、舒适、环保等等一系列优势，能够满足经济社会快速发展对交通运输能力日益增长的需求。但是，这些新的电气化轨道交通工具作为电网负荷不仅带有非对称性、冲击性等不利特征，同样也会向电网中注入谐波。
由于诸如前述新型电源或者负荷在电力系统中的比重持续增加，电力系统继电保护及其自动化设备必须在信号采集和数据处理上采取有效措施，以避免信号中的直流分量、谐波以及间谐波含量对继电保护的可靠性、灵敏性等干扰和不利影响。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电力系统实时测频方法，目的在于克服传统的基于采样值的频率测量技术对直流谐波信号分量抗干扰性差和计算结果离散性大的缺点。
本发明的目的可以这样实现，设计一种电力系统实时测频方法，包括以下步骤：
A、继电保护设备连续等间隔地采集电网电压信号；
B、数据处理装置为每个采样点及其之前一个周期的采样数据执行一次离散傅里叶变换计算，连续输出带时间标志的向量；
C、选择向量的实部作为应变量，使用二次曲线拟合出向量实部过零点时刻的一小段曲线，进而计算出所有过零点的时标，并标记变化方向；若选择虚部作为应变量，处理方法与实部一致。
D、相邻的变化方向一致的一对过零点的时标差值，是为电压的周期，进而可得出电网频率。
进一步地，每周采样N点,每周期调整一次采样间隔τ。
更进一步地，每周期根据前1周频率调整本周的采样间隔τ。
进一步地，A(ta，ya)为当前采样点，B(tb，yb)为当前采样点A的前一个采样点，C(tc，yc)为当前采样点的前两个采样点，x(t，0)为过零点，过零点x处于A和B采样点之间；
根据A、B、C采样点，使用二次插值法拟合A至C间的曲线，计算出过零点x的时刻；
二次拟合曲线为：f(t)＝at2+bt+c；
当a>0时，过零点时刻为t的计算公式：
当a＝0时，过零点时刻为t的计算公式：
进一步地，变化方向为上升方向或下降方向。
本发明计算输入量采用傅氏变换后的向量,消除了谐波、直流分量等影响,抗干扰能力强，计算精度高、离散小，性能优于基于实时采样值过零点的测频方法。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的采样及频率跟踪流程图；
图2是本发明较佳实施例的频率测量技术用二次插值示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明基于交流电压过零点的测量频率的算法，计算输入量采用的是傅里叶变换输出的向量的实部或虚部，使用二次曲线拟合电压过零点时刻的一小段曲线，计算其过零点的时刻与相邻的变化方向一致的过零点时刻的时间差值，即为电压的周期。
如图1所示，一种电力系统实时测频方法，包括以下步骤：
A、继电保护设备连续等间隔地采集电网电压信号；
B、数据处理装置为每个采样点及其之前一个周期的采样数据执行一次离散傅里叶变换计算，连续输出带时间标志的向量；以时间为自变量，以向量的实部或虚部为应变量，离散函数呈正余弦函数式的规律变化。傅里叶算法(DFT)滤除直流及谐波分量能力强，计算精度高,概念清楚，实现容易，在微机保护中应用广泛。利用DFT计算出的交流电压的向量，其实部和虚部的变化频率与交流电压的变化频率完全相等。只要计算出DFT输出的向量的实部或虚部的变化周期和频率,就可得到交流电压u(t)的周期和频率。
C、选择向量的实部作为应变量，使用二次曲线拟合出向量实部过零点时刻的一小段曲线，进而计算出所有过零点的时标，并标记变化方向；若选择虚部作为应变量，处理方法与实部一致。
D、相邻的变化方向一致的一对过零点的时标差值，是为电压的周期，进而可得出电网频率。
每周采样N点,每周期调整一次采样间隔τ。每周期根据前1周频率调整本周的采样间隔τ。
在步骤C中，A(ta，ya)为当前采样点，B(tb，yb)为当前采样点A的前一个采样点，C(tc，yc)为当前采样点的前两个采样点，x(t，0)为过零点，过零点x处于A和B采样点之间，如图2所示；t为时间，y为电压。
根据A、B、C采样点，使用二次插值法拟合A至C间的曲线，计算出过零点x的时刻；
二次拟合曲线为：f(t)＝at2+bt+c；
当a>0时，过零点时刻为t通过下列公式计算得到；
当a＝0时，过零点时刻为t通过下列公式计算得到；
本发明目的在于克服传统的基于采样值的频率测量技术对直流谐波信号分量抗干扰性差和计算结果离散性大的缺点。本发明计算输入量采用傅氏变换后的向量,消除了谐波、直流分量等影响,抗干扰能力强，计算精度高、离散小，性能优于基于实时采样值过零点的测频方法。

Claims (5)

1.一种电力系统实时测频方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、继电保护设备连续等间隔地采集电网电压信号；
B、数据处理装置为每个采样点及其之前一个周期的采样数据执行一次离散傅里叶变换计算，连续输出带时间标志的向量；
C、选择向量的实部作为应变量，使用二次曲线拟合出向量实部过零点时刻的一小段曲线，进而计算出所有过零点的时标，并标记变化方向；若选择虚部作为应变量，处理方法与实部一致。
D、相邻的变化方向一致的一对过零点的时标差值，是为电压的周期，进而可得出电网频率。
2.根据权利要求1所述的电力系统实时测频方法，其特征在于：每周采样N点,每周期调整一次采样间隔τ。
3.根据权利要求2所述的电力系统实时测频方法，其特征在于：每周期根据前1周频率调整本周的采样间隔τ。
4.根据权利要求1所述的电力系统实时测频方法，其特征在于：A(ta，ya)为当前采样点，B(tb，yb)为当前采样点A的前一个采样点，C(tc，yc)为当前采样点的前两个采样点，x(t，0)为过零点，过零点x处于A和B采样点之间；
根据A、B、C采样点，使用二次插值法拟合A至C间的曲线，计算出过零点x的时刻；
二次拟合曲线为：f(t)＝at2+bt+c；
当a>0时，过零点时刻为t通过下列公式计算得到；
当a＝0时，过零点时刻为t通过下列公式计算得到；
5.根据权利要求1所述的电力系统实时测频方法，其特征在于：变化方向为上升方向或下降方向。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108957133A (zh) * 2018-08-13 2018-12-07 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司 变电站电容器采样频率动态评估和选取方法
CN112394298A (zh) * 2020-12-01 2021-02-23 杭州沃伦森电气有限公司 电抗器匝间短路的检测方法
CN114034927A (zh) * 2021-11-01 2022-02-11 南京国电南自电网自动化有限公司 一种跟频插值采样的信号测量方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495282A (zh) * 2011-12-27 2012-06-13 国电南瑞科技股份有限公司 一种交流电压频率的测量方法
US20160218513A1 (en) * 2015-01-27 2016-07-28 Abb Technology Ag Method for testing electric system and electric system
CN106199158A (zh) * 2016-07-18 2016-12-07 成都中冶节能环保工程有限公司 一种基于稳频电路的电网过零检测系统
CN107064630A (zh) * 2017-03-31 2017-08-18 许继集团有限公司 一种电力系统频率测量方法及装置
CN107271770A (zh) * 2017-07-19 2017-10-20 乐山拉得电网自动化有限公司 用于测量电力线路中频率的数字化测量方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102495282A (zh) * 2011-12-27 2012-06-13 国电南瑞科技股份有限公司 一种交流电压频率的测量方法
US20160218513A1 (en) * 2015-01-27 2016-07-28 Abb Technology Ag Method for testing electric system and electric system
CN106199158A (zh) * 2016-07-18 2016-12-07 成都中冶节能环保工程有限公司 一种基于稳频电路的电网过零检测系统
CN107064630A (zh) * 2017-03-31 2017-08-18 许继集团有限公司 一种电力系统频率测量方法及装置
CN107271770A (zh) * 2017-07-19 2017-10-20 乐山拉得电网自动化有限公司 用于测量电力线路中频率的数字化测量方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108957133A (zh) * 2018-08-13 2018-12-07 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司 变电站电容器采样频率动态评估和选取方法
CN112394298A (zh) * 2020-12-01 2021-02-23 杭州沃伦森电气有限公司 电抗器匝间短路的检测方法
CN114034927A (zh) * 2021-11-01 2022-02-11 南京国电南自电网自动化有限公司 一种跟频插值采样的信号测量方法及系统

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