JPH02189466A - 交流電気量の検出装置 - Google Patents
交流電気量の検出装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
本波の大きさを検出する電気量検出方式(従来の技術) 従来電力系統の状態の監視あるいは制御のなめに検出さ
れる電圧及び電流等は、実効値即ち基本波成分及び各高
調波成分の二乗の総和の平均値であり、実用上Hら問題
が無かった。しかし最近の電力系統の電圧安定化問題に
おいては、精緻な■QC(電圧無効電力制御)あるいは
SVC<静止形無動電力補償)等が要請され、注目量と
しての電気量の検出の高精度化が要求される。このため
には高調波成分を除去して基本波、即ち系統周波数成分
を正しく検出する必要がある。高調波成分は必ずしも有
効なエネルギーになり得ないからである。また電気所間
の協調制御の面だけからみても、不安定な要素である高
調波成分を除外し、系統周波数成分のみに注目する必要
がある。
グあるいはディジタルフィルタが挿入される。しかし2
,3.5倍等の基本波に近い高調波を除去するフィルタ
は基本波付近においても利得の傾斜を生じる。系統周波
数はある範囲で変動するので、単にフィルタを挿入する
のみでは、この利得の傾斜による周波数誤差を生じて目
的を達しない。
の周波数付近で周波数による誤差を生じない交流電気量
の基本波の大きさを検出する電気量検出方式を提供する
ことを目的としている。
の傾斜を、交流電気量のサンプル値あるいは上記フィル
タの出力であるディジタルデータから算出した基本波の
周波数に対応する量により補正する方式とした。
じた基本波の周波数付近の利得の傾斜を後で補正するこ
とにより、周波数に依存しないで交流電気量の基本波の
大きさを検出するようにしている。
一実施例の構成を表わすブロック図である。第1図にお
いて、1はAD変換部、2はディジタルフィルタ、3は
振幅計算手段、4は周波数対応量計算手段、5は補正J
1算手段である。
変換回路あるいは図示しない周知の前置アナログフィル
タ等より成り、入力交流電気MvはAD変換部1でサン
グル値vlに変換される。
117(あるいは60il Z、以下同様50+12で
代表させる)の電気角30゛とする。なお慣用法に従っ
て添え字mをサンプリング時点を表わす番号とする。
.(iX−1千Z−2)(1十 1゜8Z−1+1−2
) ・・・(1)
なる関数形を有し、サンプル値vlはフィルタリングさ
れてディジタルデータulとなる。ここでには正規化係
数で、例えば周波数50112において利得が1となる
ような定数とする。このディジタルフィルタの利得特性
については、後出の図で示す。
乗計算法、即ち、 u2””urR−3’ urRu/!−e
°−(2)の計算を実施し、ディジタルデータulの
振幅二乗U2を得る。この値は周波数に対するディジタ
ルフィルタ2の利得特性及び(2)式自身の周波数ずれ
による利得特性を含む値となるので、見かけの振幅二乗
と呼ぶこととする。(2)式自身の利得特性は、ディジ
タルデータuIRに対する真の振幅二乗をUid2、周
波数ずれの率をδf/foとすると、周知の簡単な計算
により次式となる。
) ・(3)周波数対応量計算手段4においては、
図示したように、次式即ち、 fd=(um−3um−12umui−s)/(um
−32−u/I urR−6> ”・(4
)により周波数に対応する周波数対応ff1fdを求め
る。
いは特開昭51−12167号において開示したように
、fd= 5in(2πδf/fo)/coS(πδf
/(2fO)):2πδf/fo
・・・(5)となり、周波数ずれに節々比例する量
となる。但し本発明において(4)式は使用するが、(
5)式自身は使用しない。(5)式は(4)式で得られ
る周波数対応量の意味を説明するために掲げるのみであ
る。なお実際の計算においては、(4)式の分母は(2
)式の結果をそのまま使用できるが、本発明の主旨とは
特に関係がないので、別のブロックで示した。
fd)を用いて見かけの振幅二乗u2を補正し、入力交
流電気量Vの振幅二乗v2を得る。この多項式h(fd
)は、例えば周波数対応量fdの2次式あるいは4次式
等であり、後出の図で説明するように、周波数ずれに対
する利得特性を十分に補正して、実用上誤差のない振幅
二乗の値を得る。
である。周知のようにこの特性は高調波次数を口とする
と、(1)式においてZ=ej30°0と置き、IP(
ej3’°0) 1より得られる。図から分かるように
このディジタルフィルタは、直流分及び第2調波から第
10調波までを全て除去する鋭敏な特性を有し、従って
基本波付近では急峻な傾斜となることが避けられない。
波数50 tl zの付近を拡大した図である。曲線(
b2)は曲線(bl)と(3)式による振幅針′n特性
との総合特性であり、見かけの振幅二乗υ2と真の振幅
二乗v2どの比uz / V2の周波数特性を表わす。
2の平方根をとり、比tl/Vの次元で表わしである。
量fdの大々2次式及び4次式により補正した結果の残
りの誤差を示す。即ち、 V2 = u2 (1−h(fcl))
・16)h(rd)= 八
・fd+B・fd2(2次式の場合)・・・(7) h(f(1)= ^・ fdすB−1d2 ÷C−
fd3 +l)−fd4(4次式の場合〉 ・・・(
8) により@幅二乗v2を求める。ここで係数A、B、Cあ
るいはDは見かけの振幅二乗U2と真の振幅二乗v2と
の関係が(6)式で近似できるような定数であり、周知
の種々の方法で決定することができる。即ち、多項式h
ffd)を(7)式あるいは(8)式のように置き、特
定の周波数でこれらの式を満たすような値を求める。例
えば2次の場合には(7)式による多項式h(fd)を
使用し、周波数2点において(6)式が丁度成り立つよ
うに係数A及びBを決定する。あるいは周波数3点以上
において(6)式を最もよく近似する係数を周知の最小
二乗法により決定してもよい。4次式あるいは他の次数
であってもこれに準する。
知の量であるが、比u/vは曲線(b2)で示したよう
に(2)式及び(3)式から定まる既知の関係であり、
上記係数は実入力に関係なく予め決定することができる
。
式による補正後の残留誤差は0.05%程度、4次式の
場合は0.001%より十分率となる。
斜が生ずることに制約されずに、鋭敏なフィルタを挿入
して十分に高調波を除去し、そのために生じた周波数誤
差を周波数対応量の多項式で補正することにより、高精
度に交流電気量の大きさを検出することができる。
である。
対応量計算手段4に代わって使用され、その入力がサン
1ル値Vlとなっている点のみが第1図と異なる。即ち
周波数対応量の計算を、ディジタルフィルタの前の値に
よるか、フィルタ後のデータによるかの相違であり、第
1図と同様の原理が成り立つことは容易に理解できるの
で、詳細な説明を省略する。この実施例は歪が比較的少
なく、周波数対応量に関しては、フィルタ前の値により
計算しても最終結果に与える影響が副次的である場合に
適する。この場合、周波数対応量の計算については、デ
ィジタルフィルタの分だけ遅れを短縮することができ、
応答を早くすることができる。
である。
タルフィルタ7及び8に分割され、周波数対応量計算手
段9の入力が、ディジタルフィルタフの出力w+1であ
る点が第1図と異なる。ディジタルフィルタ7及び8の
関数形は夫々第1図のディジタルフィルタ2の関数形の
後半及び前半に相当し、またに1及びに2は夫々前述と
同様の正規化係数である。ディジタルフィルタ7及び8
の継続により、ディジタルフィルタ8の出力は第1図の
場合と同様のディジタルデータt111となる。周波数
対応量計算手段9は入力がディジタルフィルタフの出力
wlである以外は、アルゴリズムは第1図の場合と同様
であり、第1図と同様の原理が成り立つことは明らかで
ある。この実施例は第1図の場合と第3図の場合との中
間的な特徴を有する。
び第7調波付近の成分を除去するものであり、この付近
の成分が比較的多く、周波数対応量のみはこれを除去し
てから計算しようとする場合に適している。
である。
ある以外は第1図と同様である。即ち補正計算手段10
においてディジタルデータulを周波数対応量fdによ
り補正したデータxlを得、これを振幅計算手段11に
印加して振幅計算する。補正計算手段10においては、
振幅二乗次元でなく振幅次元の計算であるから、補正用
多項式h1(fd)は振幅次元に換算した式を使用する
。この場合も第1図と同様の原理が成り立つことは容易
に理解できるので詳細を省略する。この実施例は他の実
施例以上の特別の利点はないが、このような変形も可能
であることを示したものである。
である。
乗υ2を補正するのに際し、補正項11を周波数対応量
fdの状態により選択する点が第1図の実施例と異なる
。即ち、周波数対応量fdの変化を変化判定手段12に
より判定し、変化が所定範囲内であれば補正項更新手段
13により、補正項11をこれまで述べたような多項式
h(fd)に相当する値とし補正計算手段15に印加す
る。また変化が所定範囲外であれば、補正項据置手段1
4により、従来の値に据え置いた補正項11を補正計算
手段15に印加する。なお補正項据置手段14は特に1
ブロツクとして設ける必要はないが、機能の説明を分か
り易くするために挿入したものである。本実施例は、系
統事故発生による位相急変等による周波数対応量の誤差
の影響を避けるのに有効であり、同様の主旨により、第
3図〜第5図の実施例を更に変形することもできる。
である。図の16は周波数対応量計算手段である。これ
までの実施例では、大きさを検出すべき交流電気量のサ
ンプル値あるいはディジタルフィルタリングしたデータ
より周波数対応量を計算した。本実施例は、大きさを検
出すべき交流電気量と同一の基本波周波数を有する別の
電気量のサンプル値yaより周波数対応Jifdを計算
するものである。あるいは別の電気量のサンプル値をデ
ィジタルフィルタリングしたデータをymとしても同様
である。上記の各実施例をこの主旨により変形できるこ
とは容易に理解できるので、詳細を省略する。この実施
例は同一電気系統に属する複数の入力量について個々に
周波数対応量を計算せず、代表入力量で計算する場合に
有効である。
うな変形が種々考えられる。
知の種々の関数形を使用することができる。
はに2等を使用したが、正規化しない場合、あるいは計
算のスゲールの都合等により他の係数を使用する場合に
も、同様の主旨が適用できることは勿論である。
が、これ以外に二乗平均等周知の種々の計算方法が可能
である。また振幅二乗以外に振幅、実効値の二乗あるい
は実効値等を求めるようにしてもよい、何故なら本発明
は高調波の除去を主旨の一つとしており、それらは単に
換算の問題だからである。
開昭51−12166号あるいは特開昭51−1216
7号で開示したような種々の方法をとることができる。
が配置されるが、これの周波数利得特性を含めて補正す
ることができる。即ち、前置アナログフィルタの特性は
既知であり、ディジタルフィルタ及び振幅計算特性に加
えて、これを総合周波数利得特性とすれば全く同様であ
る。
の利得の傾斜に制約されずに高調波除去に必要なフィル
タを挿入して高調波を十分に除去し、後でそのフィルタ
の基本波周波数付近の利得の傾斜を補正するようにして
いるため、歪や周波数に影響されずに交流電気量の基本
波の大きさを高精度に検出することができる。
第2図は第1図の作用を説明する特性図、第3図〜第7
図は本発明の他の実施例の構成を表わすブロック図であ
る。 1・・・AD変換部 2.7.8・・・ディジタルフィルタ 3.11・・・振幅計算手段 4.6,9.16・・・周波数対応量計算手段5、10
.15・・・補正計算手段 12・・・変化判定手段 13・・・補正項更新手
段14・・・補正項据置手段
Claims (1)
- 電気量のサンプル値をディジタルフィルタリングしたデ
ィジタルデータと、このディジタルデータまたは上記サ
ンプル値あるいは上記電気量と同一の基本波の周波数を
有する第2の電気量のサンプル値または上記第2の電気
量のサンプル値をディジタルフィルタリングした第2の
ディジタルデータから求めた上記電気量の基本波の周波
数に対応する周波数対応量の多項式とから、上記電気量
の大きさを検出することを特徴とする電気量検出方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1008946A JP2856750B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 交流電気量の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1008946A JP2856750B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 交流電気量の検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02189466A true JPH02189466A (ja) | 1990-07-25 |
JP2856750B2 JP2856750B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=11706838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1008946A Expired - Lifetime JP2856750B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 交流電気量の検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2856750B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0593742A (ja) * | 1991-02-15 | 1993-04-16 | Crystal Semiconductor Corp | 比率コンバータ型回路の妨害信号及び雑音に対する感度を減少させる方法及び装置 |
CN105182048A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-12-23 | 国网电力科学研究院 | 一种消除由滤波引起的电力系统相量幅值测量误差的方法 |
CN116593769A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 烟台东方威思顿电气有限公司 | 一种宽动态范围的高精度电能计算方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63224617A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | 株式会社東芝 | デイジタル形保護継電器 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1008946A patent/JP2856750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116593769B (zh) * | 2023-07-17 | 2023-10-27 | 烟台东方威思顿电气有限公司 | 一种宽动态范围的高精度电能计算方法 |
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---|---|
JP2856750B2 (ja) | 1999-02-10 |
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