CN109031029A - 一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置，通过对电力系统的线电压进行采样，获取当前周波以及上一周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率。然后根据上一周波线电压的参数值以及当前周波线电压的参数值，设置更新条件，并判断更新条件是否满足，若满足所述更新条件，则更新当前周波线电压的参数值，并根据更新后的当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。通过本申请公开的方法，对采样所得的实际线电压进行更新，使其转换为标准正弦电压，该标准正弦电压，能够直接作为现有技术中单相瞬时无功理论算法的基础，在对单相接地故障电流进行全补偿时，精确的控制全补偿电流幅值以及相位。

Description

一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置。

背景技术

单相接地故障是电力系统常见的一种故障，电力系统主要采用三相电路作为供电方式，当三相电路中的其中一相电路和大地发生短路时，即发生了单相接地故障。此时，由于单相接地故障会形成单相接地故障电流，而单相接地故障电流会进一步产生接地电弧，从而引起电网事故。为了保证供电的可靠性，通常采用消弧线圈接地的方式，减小单相接地故障发生时所产生的单相接地故障电流，进而消除接地电弧所带来的影响。消弧线圈接地方式，即在三相电路的中性点对地加装消弧线圈，使得在电力系统发生单相接地故障时，消弧线圈能够提供相应的补偿电流，使单相接地故障电流得到补偿，从而达到熄灭接地电弧的目的。

但是，随着电力电缆的广泛应用，电力系统对地电容电流显著增加，这意味着在发生单相接地故障时，所产生的单相接地故障电流的大小显著增加，同时，单相接地故障电流中的有功电流分量以及谐波电流分量的大小达到了不可忽视的程度，而消弧线圈所提供的补偿电流，仅能针对单相接地故障电流中的无功电流分量进行补偿，不能补偿有功电流分量以及谐波电流分量，因此采用传统的消弧线圈接地方式，无法实现对单相接地故障电流的全补偿，进而消除单相接地故障发生时所造成的影响。针对这一问题，现有技术在传统的消弧线圈接地方式中，引入了有源逆变技术以及单相瞬时无功理论算法。通过单相瞬时无功理论算法，能够基于单相电路的正弦电压信号，计算出单相接地故障电流的有功电流分量、无功电流分量以及谐波电流分量的幅值以及相位，然后，通过消弧线圈接地方式对其中的无功电流分量进行补偿，通过有源逆变技术对其中的无功电流分量以及谐波电流分量进行补偿，从而实现对单相接地故障电流的全补偿，消除单相接地故障所产生的影响。

但是，申请人在本发明的研究过程中发现，上述单相瞬时无功理论算法，是在单相电路电压为正弦信号的基础上提出的，而在发生单相接地故障时，电力系统从正常运行时的稳态，进入了暂态，在暂态过程中，电力系统中的电流以及电压将会发生振荡，此时电流信号以及电压信号无法保持正常运行下的正弦信号，其幅值以及相位都会发生变化，也就是说，当电力系统进入暂态时，由于系统发生振荡，此时电压信号不可能保持为正弦电压信号。因此，现有技术在利用单相瞬时无功理论算法，获取有功电流分量、无功电流分量以及谐波电流分量的幅值以及相位时，会产生一定的误差，从而导致所输出的全补偿电流无法精确的对单相接地故障电流进行补偿。

发明内容

为了解决现有技术中，由于单相电路的线电压无法保持为正弦电压，从而导致不能精确控制输出全补偿电流的幅值与相位的问题，本申请通过以下各个实施例公开一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置。

在本申请的第一方面，公开一种基于单相接地故障的标准电压获取方法，所述方法包括：

对电力系统的线电压进行采样；

根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率；

获取上一周波线电压的参数值；

根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件；

判断所述更新条件是否满足；

若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值；

根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

可选的，所述更新条件包括第一更新条件和第二更新条件，或者，所述更新条件包括第一更新条件和第三更新条件；

其中，所述第一更新条件为：

｜U'_ab ⁽¹⁾-U”_ab ⁽¹⁾｜≤A；

其中，U'_ab ⁽¹⁾为所述当前周波线电压的基波幅值，U_ab”⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值，A为预设的基波变化阈值；

所述第二更新条件为：

｜THD'_ab-THD”_ab｜≤B；

其中，THD'_ab为所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率，B为预设的总谐波畸变率变化阈值；

所述第三更新条件为：

THD'_ab≤C；

其中，C为预设的总谐波畸变率阈值。

可选的，所述若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值，包括：

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的基波幅值：

其中，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U'_ab ⁽¹⁾为未进行更新的所述当前周波线电压的基波幅值，U”_ab ⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值；

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的总谐波畸变率：

其中，THD_ab为更新后的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD'_ab为未进行更新的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率。

可选的，所述根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压，包括：

通过以下公式，获取所述当前周波的标准正弦电压：

其中，U_abi∈U_ab(i)，U_ab(i)为所述当前周波的标准正弦电压数据，且U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，N为每个周波内的采样点数。

可选的，所述方法还包括：

若所述判断结果为不满足，则删除所述当前周波线电压的参数值，并重新对电力系统的线电压进行采样。

可选的，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述方法还包括：

获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相；

根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值；

根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准；

根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。

可选的，所述根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值，包括：

通过以下公式，获取所述全补偿电流的幅值：

其中，I'_g为所述全补偿电流的幅值，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U_e为所述电力系统的额定电压，I_g为所述全补偿电流的有效值。

可选的，所述根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准，包括：

若所述单相接地故障的相别为A相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_A为当所述单相接地故障的相别为A相时，所述全补偿电流的相位基准，N为每个周波内的采样点数；

若所述单相接地故障的相别为B相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_B为当所述单相接地故障的相别为B相时，所述全补偿电流的相位基准；

若所述单相接地故障的相别为C相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_C为当所述单相接地故障的相别为C相时，所述全补偿电流的相位基准。

在本申请的第二方面，公开一种基于单相接地故障的标准电压获取装置，所述装置包括：

采样模块，用于对电力系统的线电压进行采样；

第一获取模块，用于根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率；

第二获取模块，获取上一周波线电压的参数值；

更新条件设置模块，用于根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件；

判断模块，用于判断所述更新条件是否满足；

参数值更新模块，用于若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值；

标准正弦电压获取模块，用于根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

可选的，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相；

第四获取模块，用于根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值；

第五获取模块，用于根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准；

全补偿电流输出模块，用于根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。

通过以上技术方案可知，本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置，通过对电力系统的线电压进行采样，获取当前周波以及上一周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率。然后，根据上一周波线电压的参数值以及当前周波线电压的参数值，设置更新条件，并判断更新条件是否满足，若满足所述更新条件，则更新当前周波线电压的参数值，并根据更新后的当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。通过本申请公开的方法，对采样所得的实际线电压进行理论更新，使其转换为标准正弦电压，该标准正弦电压，能够直接作为现有技术中单相瞬时无功理论算法的基础，计算单相接地故障电流的有功分量、无功分量以及谐波分量，从而实现在对单相接地故障电流进行全补偿时，精确的控制所输出的全补偿电流的幅值以及相位。

本申请还进一步的公开了获取全补偿电流幅值及相位的方法，相较于现有技术，本申请最终所获取的全补偿电流的幅值以及相位，是在单相线电压电压为标准正弦信号的基础上计算所得，因此通过本申请公开的方法，能够针对单相接地故障电流的各分量的幅值以及相位，控制所输出的全补偿电流的幅值及相位，精确的对单相接地故障电流进行补偿。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法的工作流程示意图；

图2为本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法中，输出全补偿电流的工作流程示意图；

图3为本申请公开的另一种基于单相接地故障的标准电压获取方法的工作流程示意图；

图4为本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中，由于单相电路的线电压无法保持为正弦电压，从而导致不能精确控制输出全补偿电流的幅值与相位的问题，本申请通过以下各个实施例公开一种基于单相接地故障的标准电压获取方法及装置。

本申请的第一实施例公开一种基于单相接地故障电流的标准电压获取方法，参见图1所示的示意图，所述方法包括：

步骤S11，对电力系统的线电压进行采样。

其中，在电力系统的三相电路中，任意两相之间的电压，称为线电压，对电力系统的线电压进行实时采样，获取线电压数据。

步骤S12，根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率。

电力系统中，三相电路所传输的交流电，完成一次完整的变化(即一个正弦波形)叫周波，每完成一个周波的变化所需的时间为一个周期，在工频状态下，一个周波为0.02秒。根据采样所得的线电压数据，进行离散傅里叶变换，将时域上的线电压变换为频域上的线电压，可以计算出基波幅值与总谐波畸变率，获取当前周波线电压的参数值。在计算基波幅值与总谐波畸变率时，抽取频域上线电压中的基波频率的电压，所述基波频率是指频率最低的波形，其它频率的波形为谐波，总谐波畸变率THD(Total Harmonics Distortion，THD)为波形相对正弦波畸变程度的一个性能参数，其定义为全部谐波含量均方根值与基波均方根值之比，用百分数表示。根据离散傅里叶分析的理论，任何周期信号可以视为不同频率、幅值和相位的正弦信号的叠加，包括和原始信号同周期的信号(基波)和更高频率的正弦信号(谐波)。在工频状态下，基波频率为50Hz，实际电力系统发生波动以及振荡时，电压信号并非严格的周期信号，此时，对多个周期的信号进行离散傅里叶变换，可以得到基波以及频率为基波周期整数倍的谐波。谐波分量越多，对电力系统的危害就越大，因此，总谐波畸变率越小，谐波分量越小，电力系统越稳定。

步骤S13，获取上一周波线电压的参数值。

其中，所述上一周波线电压的参数值，为所述上一周波所保存的线电压参数值，上一周波所保存的线电压参数值有两种情况，一种情况是上一周波内经离散傅里叶变换计算所得的线电压参数值在满足更新条件的前提下，进行更新计算后，所保存的线电压参数值。另一种情况是上一周波内经离散傅里叶变换计算所得的线电压参数值未满足更新条件的前提下，未进行更新操作，直接保存的经获取所得的上上周波的线电压参数值，此处的上上周波是针对上一周波的说法，是指上一周波之前的周波。

步骤S14，根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件。

设置更新条件来判断当前周波线电压的基波幅值相较于上一周波的基波幅值的变化程度是否超过预设的阈值，当前周波线电压的总谐波畸变率相较于上一周波的总谐波畸变率的变化程度是否超过预设的阈值，以及当前周波线电压的总谐波畸变率是否超过预设的阈值。

步骤S15，判断所述更新条件是否满足。

步骤S16，若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值。

若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值，并保存更新后的当前周波线电压的参数值，用于获取当前周波的标准正弦电压，以及用于在下一周波时设置更新条件。

步骤S17，根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法，通过对电力系统的线电压进行采样，获取当前周波以及上一周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率。然后，根据上一周波线电压的参数值以及当前周波线电压的参数值，设置更新条件，并判断更新条件是否满足，若满足所述更新条件，则更新当前周波线电压的参数值，并根据更新后的当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。通过本申请公开的方法，对采样所得的实际线电压进行理论更新，使其转换为标准正弦电压，该标准正弦电压，能够直接作为现有技术中单相瞬时无功理论算法的基础，计算单相接地故障电流的有功分量、无功分量以及谐波分量，从而实现在对单相接地故障电流进行全补偿时，精确的控制所输出的全补偿电流的幅值以及相位。

进一步的，所述更新条件包括第一更新条件和第二更新条件，或者，所述更新条件包括第一更新条件和第三更新条件。

其中，所述第一更新条件为：

｜U'_ab ⁽¹⁾-U”_ab ⁽¹⁾｜≤A；

其中，U'_ab ⁽¹⁾为所述当前周波线电压的基波幅值，U_ab”⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值，A为预设的基波变化阈值。

根据实际工况，预先设置基波变化阈值A，作为示例，在本申请的实施例中，设置A＝U”_ab×2％。

所述第二更新条件为：

｜THD'_ab-THD”_ab｜≤B；

其中，THD'_ab为所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率，B为预设的总谐波畸变率变化阈值。

根据实际工况，预先设置总谐波畸变率变化阈值B，作为示例，在本申请实施例中，设置B＝THD”_ab×10％。

所述第三更新条件为：

THD'_ab≤C；

其中，C为预设的总谐波畸变率阈值。

根据实际工况，预先设置总谐波畸变率阈值C，作为示例，在本申请实施例中，设置C＝1％。

进一步的，所述若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值，包括：

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的基波幅值：

其中，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U'_ab ⁽¹⁾为未进行更新的所述当前周波线电压的基波幅值，U”_ab ⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值。

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的总谐波畸变率：

其中，THD_ab为更新后的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD'_ab为未进行更新的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率。

进一步的，所述根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压，包括：

通过以下公式，获取所述当前周波的标准正弦电压：

其中，U_abi∈U_ab(i)，U_ab(i)为所述当前周波的标准正弦电压数据，且U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，N为每个周波内的采样点数。

其中，根据实际工况，预先设置每个工频周波的采样点数，作为示例，在本申请的实施例中，可以将N设置为128或者256。

进一步的，所述方法还包括：

步骤S18，若所述判断结果为不满足，则删除所述当前周波线电压的参数值，并重新对电力系统的线电压进行采样。

其中，当更新条件不被满足时，说明当前周期内的基波幅值与总谐波畸变率，相较于上一周波的基波幅值与总谐波畸变率的波动程度过大，不能够作为有效的线电压参数值，进行后续的更新操作，此时需要舍弃当前周波采集所得的线电压数据，删除当前周波线电压的参数值，同时保存所获取的上一周波线电压的参数值，使所述上一周波线电压的参数值作为当前周波线电压的参数值，用于下一周波的计算，然后对电力系统的线电压重新采样。

进一步的，参见图2所示的流程图，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述方法还包括：

步骤S21，获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相。

步骤S22，根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值。

步骤S23，根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准。

步骤S24，根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。

三相电路中的三相电源频率相同，振幅相等，相位依次互差120°，当电力系统发生单相接地故障时，只要注入与单相接地故障电流大小相等，方向相反的电流，便可对单相接地故障电流进行补偿。现有的消弧线圈接地方式中，有源逆变部分可以针对单相接地故障电流中的有功分量以及谐波分量进行补偿，消弧线圈的无源部分可以针对单相接地故障电流中的无功分量进行补偿，进而实现单相接地故障电流的全补偿，用来补偿单相接地故障电流的电流，称为全补偿电流。一般从消弧线圈的二次侧注入相应的全补偿电流，此时需要对注入的全补偿电流的幅值以及相位进行控制。

输出全补偿电流是为了对单相接地故障电流进行补偿，此时，不仅要求全补偿电流与单相接地故障电流的幅值相等，相位上也不能有偏移，如果相位发生了偏移，那么在补偿时，将会发生幅值畸变，也就是说，此时全补偿电流不仅没有对单相接地故障电流中的有功分量、无功分量以及谐波分量进行有效补偿，反而会产生新的电流分量。因此，输出全补偿电流时，需对全补偿电流的幅值以及相位进行精确的控制。

本申请还进一步的公开了获取全补偿电流幅值及相位的方法，相较于现有技术，本申请最终所获取的全补偿电流的幅值以及相位，是在单相线电压电压为标准正弦信号的基础上计算所得，消除了与实际单相接地故障电流的幅值与相位之间的误差。因此通过本申请公开的方法，能够针对单相接地故障电流的各分量的幅值以及相位，控制所输出的全补偿电流的幅值及相位，进而精确的对单相接地故障电流进行补偿。

进一步的，所述根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值，包括：

通过以下公式，获取所述全补偿电流的幅值：

其中，I'_g为所述全补偿电流的幅值，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U_e为所述电力系统的额定电压，I_g为所述全补偿电流的有效值。

I_g为全补偿电流的有效值，该有效值是通过在电力系统中预先设置的阻抗测量模块，测量之后所获取的全补偿电流有效值。U_e为电力系统的额定电压，作为示例，当电力系统的额定电压为6kV时，对应U_e的值为6；当电力系统的额定电压为10kV时，对应U_e的值为10；当电力系统的额定电压为66kV时，对应U_e的值为66。

进一步的，所述根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准，包括：

若所述单相接地故障的相别为A相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_A为当所述单相接地故障的相别为A相时，所述全补偿电流的相位基准，N为每个周波内的采样点数。

当所述单相接地故障的相别为A相时，按照A相电压超前线电压U_ab相角30°，来计算单相接地故障电流与标准正弦电压序列的偏移角度。所述K_A表示，单相接地故障电流的过零点与标准正弦电压序列的过零点相差K_A，在输出全补偿电流时，将全补偿电流的相位延迟K_A大小即可。

若所述单相接地故障的相别为B相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_B为当所述单相接地故障的相别为B相时，所述全补偿电流的相位基准。

当所述单相接地故障的相别为B相时，按照B相电压超前线电压U_ab相角270°，来计算单相接地故障电流与标准正弦电压序列的偏移角度。所述K_B表示，单相接地故障电流的过零点与标准正弦电压序列的过零点相差K_B，在输出全补偿电流时，将全补偿电流的相位延迟K_B大小即可。

若所述单相接地故障的相别为C相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_C为当所述单相接地故障的相别为C相时，所述全补偿电流的相位基准。

当所述单相接地故障的相别为C相时，按照C相电压超前线电压U_ab相角150°，来计算单相接地故障电流与标准正弦电压序列的偏移角度。所述K_C表示，单相接地故障电流的过零点与标准正弦电压序列的过零点相差K_C，在输出全补偿电流时，将全补偿电流的相位延迟K_C大小即可。

参见图3所示的工作流程示意图，本申请公开的一种基于单相接地故障的标准电压获取方法的具体执行工作流程，在图3所示的工作流程图中，首先通过对电力系统的线电压进行采样，然后针对采样所得的线电压数据进行离散傅里叶变换，获取当前周波的线电压参数值，即线电压的基波幅值以及总谐波畸变率，接着根据上一周波线电压参数值以及当前周波线电压的参数值，设置更新条件，所述更新条件包括第一更新条件、第二更新条件以及第三更新条件，并判断更新条件是否满足。

在判断所述更新条件是否满足时，首先判断第一更新条件是否满足，当第一更新条件不满足时，便删除当前周波线电压的参数值，重新进行采样。当第一更新条件满足时，进行第二更新条件的判断，当第二更新条件满足时内，便执行后续更新当前周波线电压参数值的操作步骤。如果第二更新条件不满足，则继续判断第三更新条件是否满足，如果第三更新条件满足，便执行后续更新当前周波线电压参数值的操作步骤；如果第三更新条件不满足，则删除当前周波线电压的参数值，重新进行采样。当然，上述判断更新条件是否满足的流程只是示例性的操作流程，实际操作中，也可以将判断第二更新条件与第三更新条件是否满足的步骤作为并列的两个操作步骤，即同时判断两个更新条件是否满足，若两个更新条件中任意一个满足，便可执行后续的更新当前周波线电压参数值的操作步骤，若两个更新条件皆不满足，便删除当前周波线电压的参数值，重新进行采样。

在上述判断更新条件满足的前提下，更新当前周波线电压的参数值，并获取当前周波的标准正弦电压，此时所获取的标准正弦电压为正弦信号，可以作为单相瞬时无功理论的基础，使得后续计算出的全补偿电流的幅值以及相位不会产生误差，进而精确的对单相接地故障电流进行补偿。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

相应的，本申请另一实施例公开一种基于单相接地故障的标准电压获取装置，参见图4所示的结构示意图，所述装置包括：

采样模块10，用于对电力系统的线电压进行采样。

第一获取模块20，用于根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率。

第二获取模块30，获取上一周波线电压的参数值。

更新条件设置模块40，用于根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件。

判断模块50，用于判断所述更新条件是否满足。

参数值更新模块60，用于若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值。

标准正弦电压获取模块70，用于根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

进一步的，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相。

第四获取模块，用于根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值。

第五获取模块，用于根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准。

全补偿电流输出模块，用于根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于单相接地故障的标准电压获取方法，其特征在于，包括：

对电力系统的线电压进行采样；

根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率；

获取上一周波线电压的参数值；

根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件；

判断所述更新条件是否满足；

若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值；

根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更新条件包括第一更新条件和第二更新条件，或者，所述更新条件包括第一更新条件和第三更新条件；

其中，所述第一更新条件为：

|U'_ab ⁽¹⁾-U”_ab ⁽¹⁾|≤A；

其中，U'_ab ⁽¹⁾为所述当前周波线电压的基波幅值，U_ab”⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值，A为预设的基波变化阈值；

所述第二更新条件为：

|THD'_ab-THD”_ab|≤B；

其中，THD'_ab为所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率，B为预设的总谐波畸变率变化阈值；

所述第三更新条件为：

THD'_ab≤C；

其中，C为预设的总谐波畸变率阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值，包括：

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的基波幅值：

其中，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U'_ab ⁽¹⁾为未进行更新的所述当前周波线电压的基波幅值，U”_ab ⁽¹⁾为所述上一周波线电压的基波幅值；

通过以下公式，更新所述当前周波线电压的总谐波畸变率：

其中，THD_ab为更新后的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD'_ab为未进行更新的所述当前周波线电压的总谐波畸变率，THD”_ab为所述上一周波线电压的总谐波畸变率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压，包括：

通过以下公式，获取所述当前周波的标准正弦电压：

其中，U_abi∈U_ab(i)，U_ab(i)为所述当前周波的标准正弦电压数据，且U_ab(i)＝[U_ab0,U_ab1,…,U_abi,…,U_ab(N-1)],i∈(0，1，…,N-1),U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，N为每个周波内的采样点数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述判断结果为不满足，则删除所述当前周波线电压的参数值，并重新对电力系统的线电压进行采样。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述方法还包括：

获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相；

根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值；

根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准；

根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值，包括：

通过以下公式，获取所述全补偿电流的幅值：

其中，I'_g为所述全补偿电流的幅值，U_ab ⁽¹⁾为更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，U_e为所述电力系统的额定电压，I_g为所述全补偿电流的有效值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准，包括：

若所述单相接地故障的相别为A相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_A为当所述单相接地故障的相别为A相时，所述全补偿电流的相位基准，N为每个周波内的采样点数；

若所述单相接地故障的相别为B相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_B为当所述单相接地故障的相别为B相时，所述全补偿电流的相位基准；

若所述单相接地故障的相别为C相，通过以下公式，获取所述全补偿电流的相位基准：

其中，K_C为当所述单相接地故障的相别为C相时，所述全补偿电流的相位基准。

9.一种基于单相接地故障的标准电压获取装置，其特征在于，包括：

采样模块，用于对电力系统的线电压进行采样；

第一获取模块，用于根据采样所得的线电压数据，获取当前周波线电压的参数值，所述参数值包括基波幅值以及总谐波畸变率；

第二获取模块，获取上一周波线电压的参数值；

更新条件设置模块，用于根据所述上一周波线电压的参数值以及所述当前周波线电压的参数值，设置更新条件；

判断模块，用于判断所述更新条件是否满足；

参数值更新模块，用于若所述判断结果为满足，则更新所述当前周波线电压的参数值；

标准正弦电压获取模块，用于根据更新后的所述当前周波线电压的参数值，获取当前周波的标准正弦电压。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，若需要输出全补偿电流，则在所述获取当前周波的标准正弦电压之后，所述装置还包括：

第三获取模块，用于获取所述电力系统的额定电压、单相接地故障相的相别以及所述全补偿电流的有效值，其中，所述单相接地故障相的相别为A相、B相、C相中的任意一相；

第四获取模块，用于根据所述电力系统的额定电压、所述全补偿电流的有效值以及所述更新后的所述当前周波线电压的基波幅值，获取所述全补偿电流的幅值；

第五获取模块，用于根据所述单相接地故障相的相别以及所述当前周波的标准正弦电压，获取所述全补偿电流的相位基准；

全补偿电流输出模块，用于根据所述全补偿电流的幅值以及相位基准，输出全补偿电流。