CN109470920A - 一种cvt谐波电压的测量方法、系统及装置 - Google Patents

一种cvt谐波电压的测量方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CVT谐波电压的测量方法、系统及装置，包括：获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，以求取各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值；将实际获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。可见，本申请考虑了电网频率的波动对CVT谐波电压的校正测量带来的误差，并根据误差修正了测量的谐波电压，从而提高了测量CVT谐波电压的准确性。

Description

一种CVT谐波电压的测量方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种CVT谐波电压的测量方法、系统及装置。
背景技术
目前，CVT(Capacitor Voltage Transforme，电容式电压互感器)在电力系统中得到越来越多的应用。随着电力系统中非线性负荷的增加，对于CVT谐波电压的测量已成为确保系统安全稳定运行的一个必要环节。现有技术中，CVT谐波电压的测量方法包括：首先根据CVT的铭牌参数计算其满足基波测量精准度要求的等效电路结构参数；再由此结构参数获得其网络传递函数，包括其基本幅频响应曲线和相频响应曲线；然后考虑CVT结构参数因制造时参数的差异性，得到在若干典型结构参数组合下CVT各次谐波电压的传递特性，进而利用数学插值的方法实现对CVT谐波电压的测量。但是，该测量方法计算的是CVT的铭牌参数，导致后续在对CVT谐波电压进行校正测量时只考虑了CVT的额定工频状态，并未考虑电网频率的波动(目前电网采用的额定频率为50Hz，正常运行时允许的偏移为±0.5Hz)。
请参照图1(a)、图1(b)、图2(a)及图2(b)，图1(a)为现有技术中的一种CVT变比传变特性曲线，图1(b)为现有技术中的一种CVT相位传变特性曲线，图2(a)为现有技术中的一种CVT第十一次谐波的变比传变特性曲线，图2(b)为现有技术中的一种CVT第十一次谐波的相位传变特性曲线。可见，将图1(a)及图1(b)中以频率为550Hz的点沿着横坐标放大，可对应得到图2(a)及图2(b)。从图2(a)及图2(b)可以看出，基波频率为50.5Hz时，相对于额定频率的变比，变比约会产生9.48％的误差，相位约会产生1.18°的偏移误差，所以电网频率的波动会给CVT谐波电压的校正测量带来不可忽视的误差，从而导致测量的CVT谐波电压的准确性较低。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种CVT谐波电压的测量方法、系统及装置，考虑了电网频率的波动对CVT谐波电压的校正测量带来的误差，并根据误差修正了测量的谐波电压，从而提高了测量CVT谐波电压的准确性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种CVT谐波电压的测量方法，包括：
预先基于电容式电压互感器CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；
求取基波频率在±ΔfHz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；其中，Δf为电网基波频率的允许偏移量；
分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；
在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
优选地，预先基于CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
预先建立CVT的等效电路模型；
根据所述等效电路模型计算所述CVT的网络传递函数；
根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
优选地，所述预先建立CVT的等效电路模型的过程，包括：
预先利用电工原理建立CVT的Y型等效电路模型；
利用Y型电路与三角形电路的变换关系，将所述Y型等效电路模型变换为三角形型等效电路模型，并将所述三角形型等效电路模型作为所述CVT的等效电路模型。
优选地，所述根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
将电网频率从f1至f2以0.1Hz的步长代入所述网络传递函数，并利用MATLAB仿真得到所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；其中，f1为预设第一电网频率，f2为预设第二电网频率。
优选地，所述求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线的过程，包括：
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的第k次谐波预出现的变比最大相对误差；其中，为第k次谐波的变比最大相对误差，Ak为第k次谐波在电网频率波动下预出现的变比的集合，为Ak的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波变比；
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的第k次谐波预出现的相位最大偏移误差；其中，为第k次谐波的相位最大偏移误差，Bk为第k次谐波在电网频率波动下预出现的相位的集合，为Bk的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波相位；
根据各次谐波的变比最大相对误差及相位最大偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线。
优选地，该测量方法还包括：
根据获取在频率波动下各次谐波的变比相对误差曲线，并根据获取在频率波动下各次谐波的相位偏移误差曲线。
优选地，所述分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值的过程，包括：
对第k次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式以得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式；其中，f为谐波频率，yk为第k次谐波的实际变比，n为常数，为第k次谐波的第n项多项式系数，θk为第k次谐波的实际相位，为第k次谐波的第n项多项式系数；
求取所述CVT的第k次谐波的变比校正系数及相位校正系数并求取所述CVT的第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值以求取各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值；其中，为未考虑基波频率波动的电压校正值；为未考虑基波频率波动的相位校正值。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种CVT谐波电压的测量系统，包括：
曲线获取模块，用于预先基于CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；
曲线校正模块，用于求取基波频率在±ΔfHz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；其中，Δf为电网基波频率的允许偏移量；
谐波校正模块，用于分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；
校正测量模块，用于在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
优选地，所述曲线获取模块包括：
模型建立单元，用于预先建立CVT的等效电路模型；
传函计算单元，用于根据所述等效电路模型计算所述CVT的网络传递函数；
曲线获取单元，用于根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种CVT谐波电压的测量装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行所述计算机程序时执行上述任一种CVT谐波电压的测量方法。
本发明提供了一种CVT谐波电压的测量方法，包括：预先基于CVT的等效电路模型获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；求取基波频率在±ΔfHz波动时CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
可见，本申请考虑了电网频率的波动对CVT谐波电压的校正测量带来的误差，并根据误差修正了测量的谐波电压，从而提高了测量CVT谐波电压的准确性。
本发明提供了一种CVT谐波电压的测量系统及装置，与上述测量方法具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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(a)为现有技术中的一种CVT变比传变特性曲线；
图1(b)为现有技术中的一种CVT相位传变特性曲线；
图2(a)为现有技术中的一种CVT第十一次谐波的变比传变特性曲线；
图2(b)为现有技术中的一种CVT第十一次谐波的相位传变特性曲线；
图3为本发明实施例提供的一种CVT谐波电压的测量方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种CVT的Y型等效电路图；
图5为本发明实施例提供的一种CVT的三角形等效电路图；
图6为本发明实施例提供的一种CVT第十次谐波的变比校正曲线；
图7为本发明实施例提供的一种CVT第十一次谐波的变比校正曲线；
图8(a)为本发明实施例提供的一种CVT在频率波动下其谐波变比相对误差曲线；
图8(b)为本发明实施例提供的一种CVT在频率波动下其谐波相位偏移误差曲线；
图9为本发明实施例提供的一种CVT谐波电压的测量系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种CVT谐波电压的测量方法、系统及装置，考虑了电网频率的波动对CVT谐波电压的校正测量带来的误差，并根据误差修正了测量的谐波电压，从而提高了测量CVT谐波电压的准确性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种CVT谐波电压的测量方法的流程图。
该CVT谐波电压的测量方法包括：
步骤S1：预先基于CVT的等效电路模型获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
具体地，利用电工原理，CVT的工作电路可以用图4的Y型电路模型等效。图4中，Up为在CVT一次侧测得的一次侧输入电压，Us为在CVT二次侧测得的二次侧输出电压；C1为高压电容，C2为中压电容；Ls为补偿电抗器电感；Rs为补偿电抗器等效电阻；Cc为补偿电抗器等效杂散电容；Rm为中压变压器的励磁电阻，Lm为中压变压器的励磁电感；RT1为中压变压器一次侧的绕组电阻，LT1为中压变压器一次侧的绕组漏感；RT2为中压变压器二次侧的绕组电阻，LT2为中压变压器二次侧的绕组漏感；Cp1为一次侧绕组对地杂散电容；Cp2为二次侧绕组对地杂散电容；Cp12为一次侧与二次侧绕组间耦合电容；LZ为阻尼器等效电感，RZ为阻尼器等效电阻；Lb折算至一次侧的负载电感，Rb为折算至一次侧的负载电阻。
然后，本申请可利用Y-Δ变换对图4的电路模型进行简化，得到如图5所示的三角形简化电路模型。图5中：
VC2为一次测电压经电容分压后的电压值。
由此，可获得CVT的网络传递函数为：
理论上，在获知CVT的网络传递函数中的各项参数后，便可获得电网频率在±0.5Hz波动时一次侧电压与二次侧电压的变比关系。但是，考虑到实际应用中，CVT的网络传递函数的计算过程中产生的计算量太大，所以若要运用网络传递函数的关系式进行实时计算，则此方式产生的计算量过大，并不适用于采用微处理器的方式实现。因此，本申请需要找到一种简洁快速的算法实现在电网频率波动下对CVT传变特性的分析计算。
首先，基于上述三角形简化电路模型，在假设CVT其他参数为常数的情况下，将不同频率代入网络传递函数的关系式，从而仿真获取额定工频情况下，CVT的变比传变曲线(即基本变比-频率响应曲线)和相位传变曲线(即相-频响应曲线)。
步骤S2：求取基波频率在±ΔfHz波动时CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线。
需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。
具体地，本申请考虑到基波频率在±ΔfHz波动(基波频率基于额定频率的偏移情况，目前允许的偏移量为±0.5Hz，所以这里电网基波频率的允许偏移量Δf可取0.5)时，CVT的各次谐波(第k次谐波频率＝k×基波频率)均会出现一定偏移，导致实际谐波与上述得到的变比传变曲线和相位传变曲线存在误差。
基于此，本申请首先求取基波频率在±0.5Hz波动时CVT的各次谐波可能出现的变比相对误差及相位偏移误差。对于CVT的任一次谐波而言，下面以第k次谐波进行说明：从第k次谐波可能出现的变比相对误差中选择一个合适的变比相对误差校正上述得到的变比传变曲线中第k次谐波，得到CVT在基波频率波动下第k次谐波的变比校正曲线。同理，从第k次谐波可能出现的相位偏移误差中选择一个合适的相位偏移误差校正上述得到的相位传变曲线中第k次谐波，得到CVT在基波频率波动下第k次谐波的相位校正曲线，从而得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线。
可以理解的是，第k次谐波的变比相对误差和/或相位偏移误差较小可以忽略不计时，可以不对第k次谐波的变比校正曲线和/或相位校正曲线进行修正。比如，本申请可以提前设置一个变比相对误差阈值及相位偏移误差阈值，当第k次谐波的变比相对误差小于所设变比相对误差阈值时，认为第k次谐波的变比相对误差可以忽略不计，无需对第k次谐波的变比校正曲线进行修正；当第k次谐波的相位偏移误差小于所设相位偏移误差阈值时，认为第k次谐波的相位偏移误差可以忽略不计，无需对第k次谐波的相位校正曲线进行修正。
步骤S3：分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值。
具体地，基于CVT各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线，本申请分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，从而得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，从而基于各次谐波的两关系式对应求取各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。下面以第k次谐波进行说明：
对第k次谐波的变比校正曲线进行多项式拟合，可得到第k次谐波的变比校正关系式：其中，f为谐波频率，yk为第k次谐波的实际变比，n为常数，为第k次谐波的第n项多项式系数。同理对第k次谐波的相位校正曲线进行多项式拟合，得到第k次谐波的相位校正关系式：其中，f为谐波频率，θk为第k次谐波的实际相位，n为常数，为第k次谐波的第n项多项式系数，从而得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式。
比如，请参照图6及图7，图6为本发明实施例提供的一种CVT第十次谐波的变比校正曲线，图7为本发明实施例提供的一种CVT第十一次谐波的变比校正曲线。
从图6可以看出，CVT第十次谐波的变比校正曲线与二次函数类似，所以CVT第十次谐波的变比校正曲线的拟合函数应取二次函数。则根据步骤S1中将不同频率代入网络传递函数的关系式所得的数据，可经过MATLAB拟合得到第十次谐波的变比校正关系式为：y10＝-0.0003117f2+0.3115f-75.89。从图7可以看出，CVT第十一次谐波的变比校正曲线呈线性分布，所以CVT第十一次谐波的变比校正曲线的拟合函数应取一次函数。则根据步骤S1中将不同频率代入网络传递函数的关系式所得的数据，可经过MATLAB拟合得到第十一次谐波的变比校正关系式为：y11＝-0.019891f+12.1323。同理可得到相位校正关系式，本申请在此不再赘述。
此外，本申请考虑到在实际应用中，通常需要得到的是第k次谐波的校正系数，所以可根据求取CVT的第k次谐波的变比校正系数，其中，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波变比；可根据求取CVT的第k次谐波的相位校正系数；其中，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波相位。
基于此，本申请便可求取CVT的第k次谐波的谐波电压校正值其中，为未考虑基波频率波动的第k次谐波的电压校正值(即现有技术在额定工频下的第k次谐波的电压校正值)；及求取CVT的第k次谐波的谐波相位校正值其中，为未考虑基波频率波动的相位校正值(即现有技术在额定工频下的第k次谐波的相位校正值)，从而实现各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值的求取。
步骤S4：在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
具体地，基于步骤S3的介绍，可知在实际应用中，在对第k次谐波进行测量时，我们只需要根据CVT的基波频率(可通过谐波电能表测量)及所要校正的谐波的次数k，计算出第k次谐波的谐波频率，然后将第k次谐波的谐波频率代入第k次谐波的校正系数关系式，即可计算出在频率波动下第k次谐波的校正系数，然后根据第k次谐波的校正系数及未考虑基波频率波动的校正值得到第k次谐波的谐波校正值。
比如，还是以CVT第十次，第十一次谐波的校正进行说明：
已知第十次谐波的变比校正关系式为：y10＝-0.0003117f2+0.3115f-75.89，第十一次谐波的变比校正关系式为：y11＝-0.019891f+12.1323，则根据变比校正系数关系式得出第十次谐波的变比校正系数为：第十一次谐波的变比校正系数为：已知第十次，第十一次谐波的谐波频率，则可得出变比校正系数和同理可得出相位校正系数和
由现有技术已知未考虑基波频率波动的第k次谐波的电压校正值及相位校正值则可根据求取CVT考虑基波频率波动的第k次谐波的谐波电压校正值Uk，根据求取CVT考虑基波频率波动的第k次谐波的谐波相位校正值Pk。
因此，本申请可以将CVT对应的变比校正系数关系式、相位校正系数关系式、谐波电压校正值关系式、谐波相位校正值关系式写入谐波测量设备的内存中。在谐波测量设备运行时，首先对从CVT采集的波形进行FFT(Fast Fourier Transformation，离散傅氏变换的快速算法)，分析得到谐波频率。然后将所需要校正的第k次谐波频率f分别代入内存中第k次谐波的变比校正系数关系式和相位校正系数关系式，得出校正系数和最后根据谐波电压校正值关系式和谐波相位校正值关系式对应得出谐波电压校正值和谐波相位校正值。
本发明提供了一种CVT谐波电压的测量方法，包括：预先基于CVT的等效电路模型获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；求取基波频率在±ΔfHz波动时CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
可见，本申请考虑了电网频率的波动对CVT谐波电压的校正测量带来的误差，并根据误差修正了测量的谐波电压，从而提高了测量CVT谐波电压的准确性。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选地实施例，预先基于CVT的等效电路模型获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
预先建立CVT的等效电路模型；
根据等效电路模型计算CVT的网络传递函数；
根据网络传递函数获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
具体地，本实施例的介绍在上述实施例中已作详细叙述，本申请在此不再赘述。
作为一种可选地实施例，预先建立CVT的等效电路模型的过程，包括：
预先利用电工原理建立CVT的Y型等效电路模型；
利用Y型电路与三角形电路的变换关系，将Y型等效电路模型变换为三角形型等效电路模型，并将三角形型等效电路模型作为CVT的等效电路模型。
具体地，本实施例的介绍在上述实施例中已作详细叙述，本申请在此不再赘述。
作为一种可选地实施例，根据网络传递函数获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
将电网频率从f1至f2以0.1Hz的步长代入网络传递函数，并利用MATLAB仿真得到CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；其中，f1为预设第一电网频率，f2为预设第二电网频率。
具体地，本申请根据网络传递函数获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程可以为：将电网频率从f1至f2(如49.5-1060.5Hz)以0.1Hz的步长代入网络传递函数，在MATLAB的仿真下得到CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
作为一种可选地实施例，求取基波频率在±0.5Hz波动时CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线的过程，包括：
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时CVT的第k次谐波预出现的变比最大相对误差；其中，为第k次谐波的变比最大相对误差，Ak为第k次谐波在电网频率波动下预出现的变比的集合，为Ak的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波变比；
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时CVT的第k次谐波预出现的相位最大偏移误差；其中，为第k次谐波的相位最大偏移误差，Bk为第k次谐波在电网频率波动下预出现的相位的集合，为Bk的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波相位；
根据各次谐波的变比最大相对误差及相位最大偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线。
具体地，本申请选用各次谐波可能出现的最大误差修正变比传变曲线和相位传变曲线。其中，变比最大相对误差的计算关系式为：相位最大偏移误差的计算关系式为：
作为一种可选地实施例，该测量方法还包括：
根据获取在频率波动下各次谐波的变比相对误差曲线，并根据获取在频率波动下各次谐波的相位偏移误差曲线。
进一步地，本申请还可以根据关系式并结合步骤S1中将不同频率代入网络传递函数的关系式所得的数据，绘出在频率波动下各次谐波的变比相对误差曲线，如图8(a)所示。同理根据关系式并结合步骤S1中将不同频率代入网络传递函数的关系式所得的数据，绘出在频率波动下各次谐波的相位偏移误差曲线，如图8(b)所示，供测量人员查看各次谐波的最大误差情况。
作为一种可选地实施例，分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值的过程，包括：
对第k次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式以得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式；其中，f为谐波频率，yk为第k次谐波的实际变比，n为常数，为第k次谐波的第n项多项式系数，θk为第k次谐波的实际相位，为第k次谐波的第n项多项式系数；
求取CVT的第k次谐波的变比校正系数及相位校正系数并求取CVT的第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值以求取各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值；其中，为未考虑基波频率波动的电压校正值；为未考虑基波频率波动的相位校正值。
具体地，本实施例的介绍在上述实施例中已作详细叙述，本申请在此不再赘述。
请参照图9，图9为本发明实施例提供的一种CVT谐波电压的测量系统的结构示意图。
该CVT谐波电压的测量系统包括：
曲线获取模块1，用于预先基于CVT的等效电路模型获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；
曲线校正模块2，用于求取基波频率在±ΔfHz波动时CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正变比传变曲线和相位传变曲线，得到CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；其中，Δf为电网基波频率的允许偏移量；
谐波校正模块3，用于分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；
校正测量模块4，用于在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
作为一种可选地实施例，曲线获取模块1包括：
模型建立单元，用于预先建立CVT的等效电路模型；
传函计算单元，用于根据等效电路模型计算CVT的网络传递函数；
曲线获取单元，用于根据网络传递函数获取CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
本发明提供的测量系统的介绍请参考上述测量方法的实施例，本发明在此不再赘述。
本发明还提供了一种CVT谐波电压的测量装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行计算机程序时执行上述任一种CVT谐波电压的测量方法。
本发明提供的测量装置的介绍请参考上述测量方法的实施例，本发明在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，包括：
预先基于电容式电压互感器CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；
求取基波频率在±ΔfHz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；其中，Δf为电网基波频率的允许偏移量；
分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；
在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
2.如权利要求1所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，预先基于CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
预先建立CVT的等效电路模型；
根据所述等效电路模型计算所述CVT的网络传递函数；
根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
3.如权利要求2所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，所述预先建立CVT的等效电路模型的过程，包括：
预先利用电工原理建立CVT的Y型等效电路模型；
利用Y型电路与三角形电路的变换关系，将所述Y型等效电路模型变换为三角形型等效电路模型，并将所述三角形型等效电路模型作为所述CVT的等效电路模型。
4.如权利要求3所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，所述根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线的过程，包括：
将电网频率从f1至f2以0.1Hz的步长代入所述网络传递函数，并利用MATLAB仿真得到所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；其中，f1为预设第一电网频率，f2为预设第二电网频率。
5.如权利要求2所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，所述求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线的过程，包括：
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的第k次谐波预出现的变比最大相对误差；其中，为第k次谐波的变比最大相对误差，Ak为第k次谐波在电网频率波动下预出现的变比的集合，为Ak的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波变比；
根据求取基波频率在±0.5Hz波动时所述CVT的第k次谐波预出现的相位最大偏移误差；其中，为第k次谐波的相位最大偏移误差，Bk为第k次谐波在电网频率波动下预出现的相位的集合，为Bk的最大值，为基波为额定工频情况下对应的第k次谐波相位；
根据各次谐波的变比最大相对误差及相位最大偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线。
6.如权利要求5所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，该测量方法还包括：
根据获取在频率波动下各次谐波的变比相对误差曲线，并根据获取在频率波动下各次谐波的相位偏移误差曲线。
7.如权利要求5所述的CVT谐波电压的测量方法，其特征在于，所述分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值的过程，包括：
对第k次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式以得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式；其中，f为谐波频率，yk为第k次谐波的实际变比，n为常数，为第k次谐波的第n项多项式系数，θk为第k次谐波的实际相位，为第k次谐波的第n项多项式系数；
求取所述CVT的第k次谐波的变比校正系数及相位校正系数并求取所述CVT的第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值以求取各次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值；其中，为未考虑基波频率波动的电压校正值；为未考虑基波频率波动的相位校正值。
8.一种CVT谐波电压的测量系统，其特征在于，包括：
曲线获取模块，用于预先基于CVT的等效电路模型获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线；
曲线校正模块，用于求取基波频率在±ΔfHz波动时所述CVT的各次谐波预出现的变比相对误差及相位偏移误差，并根据各次谐波对应的任一变比相对误差及相位偏移误差对应校正所述变比传变曲线和相位传变曲线，得到所述CVT在基波频率波动下各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线；其中，Δf为电网基波频率的允许偏移量；
谐波校正模块，用于分别对各次谐波的变比校正曲线和相位校正曲线进行多项式拟合，得到各次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，并根据各次谐波的变比校正关系式求取各次谐波的谐波电压校正值，且根据各次谐波的相位校正关系式求取各次谐波的谐波相位校正值；
校正测量模块，用于在实际对第k次谐波进行测量时，将获取的第k次谐波的谐波频率分别代入第k次谐波的变比校正关系式和相位校正关系式，以得到第k次谐波的谐波电压校正值及谐波相位校正值。
9.如权利要求8所述的CVT谐波电压的测量系统，其特征在于，所述曲线获取模块包括：
模型建立单元，用于预先建立CVT的等效电路模型；
传函计算单元，用于根据所述等效电路模型计算所述CVT的网络传递函数；
曲线获取单元，用于根据所述网络传递函数获取所述CVT的变比传变曲线和相位传变曲线。
10.一种CVT谐波电压的测量装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行所述计算机程序时执行如权利要求1-7任一项所述的CVT谐波电压的测量方法。
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