JPH09171038A - Frequency detecting system - Google Patents

Frequency detecting system

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Publication number
JPH09171038A
JPH09171038A JP34887295A JP34887295A JPH09171038A JP H09171038 A JPH09171038 A JP H09171038A JP 34887295 A JP34887295 A JP 34887295A JP 34887295 A JP34887295 A JP 34887295A JP H09171038 A JPH09171038 A JP H09171038A
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JP
Japan
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frequency
value
equation
effective value
square
Prior art date
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Pending
Application number
JP34887295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Nishitani
泰周 西谷
Shigenori Mizuguchi
重則 水口
Takashi Sekiguchi
隆司 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba System Technology Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP34887295A priority Critical patent/JPH09171038A/en
Publication of JPH09171038A publication Critical patent/JPH09171038A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the frequency of a power system even when the frequency is largely deviated from a fundamental frequency. SOLUTION: In a system for calculating the frequency of the quantity of AC electricity of a power system, a means 1 calculates the quantity Wm proportional to the integrated value of the quantity (v) of AC electricity of the power system with time from time (m-n) to time (m) based on sampling values vm , vm-1 , vm-2 ,..., vm-n at sampling time m, m-1, m-2,..., m-n and a second means 2 calculates the difference value um =vm -vm-n between the quantity (v) at the time (m-n) and that (V) at time (m). Then a third means 3 calculates the quantity proportional to the effective value or the square of the effective value of the calculated value Wm of the means 1 and a fourth means 4 calculates the quantity proportional to the effective value or the square of the effective value of the calculated value Um of the means 2. A fifth means 5 divides the calculated value of the means 4 by the calculated value of the means 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の交流電
気量の周波数を高精度に算出する周波数検出方式に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency detecting method for calculating a frequency of an alternating current electricity quantity of a power system with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力系統の電源脱落事故などにより、系
統の供給力が不足すると系統は減速し、周波数が低下す
る。その逆に負荷が脱落すると系統は加速され周波数は
増加する。従って電力系統を安定に運転するためには周
波数を高精度に検出する必要がある。更には発電機の励
磁制御等には高精度に、かつ広い範囲にわたって高精度
に周波数を検出することが必要になってきている。
2. Description of the Related Art If the power supply of the power system is insufficient due to a power failure of the power system, the system slows down and the frequency drops. Conversely, when the load drops, the system accelerates and the frequency increases. Therefore, in order to operate the power system stably, it is necessary to detect the frequency with high accuracy. Further, it is necessary to detect the frequency with high accuracy and over a wide range with high accuracy for excitation control of the generator.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来、基本周波数から
のズレ分を下記のようなアルゴリズムを適用して検出す
る方法が提案されている。
Conventionally, there has been proposed a method for detecting a deviation from a fundamental frequency by applying the following algorithm.

【数1】 なお、サンプリング周波数は交流電気量の基本周波数の
12倍としている。
[Equation 1] The sampling frequency is 12 times the basic frequency of the alternating current electricity quantity.

【0004】上記(1) 式による演算の周波数特性を図13
に示す。図から明らかなようにεの絶対値が大きくなる
と誤差が大きくなることがわかる。これは(1) 式の右辺
の真値はsin (2πε)/{cos (πε/2)×2π}
であることから生じるものである。そのためにこの誤差
を予め既知のテーブルに入力しておいて、(1) 式の演算
結果をこのテーブルの値で補正する処置がとられてき
た。
FIG. 13 shows the frequency characteristic of the calculation by the above equation (1).
Shown in As is clear from the figure, the error increases as the absolute value of ε increases. This is because the true value on the right side of Eq. (1) is sin (2πε) / {cos (πε / 2) × 2π}
It results from being. Therefore, this error has been input in a known table in advance, and the calculation result of the equation (1) has been corrected with the value in this table.

【0005】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、電力系統の周波数が基本周波数に対して
大きくずれても、周波数を正確に検出することの可能な
周波数検出方式を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a frequency detection method capable of accurately detecting a frequency even if the frequency of the power system is largely deviated from the fundamental frequency. Is intended.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
周波数検出方式は、電力系統の交流電気量の周波数を算
出する方式において、系統の電気量vのサンプリング時
刻m,m−1,m−2,…,m−nのサンプリング値v
m ,vm-1 ,vm-2 ,…,vm-n をもとに、時刻m−n
からmまでの前記電気量vの時間積分値に比例する量w
m を算出する第1の手段と、時間m−nとmにおける同
一電気量vの差分値um =vm −vm-nを算出する第2
の手段と、前記第1の手段による算出値wm の実効値又
は実効値の2乗に比例する量を算出する第3の手段と、
前記第2の手段による算出値umの実効値又は実効値の
2乗に比例する量を算出する第4の手段と、前記第4の
手段による算出値を前記第3の手段による算出値で除す
る第5の手段を備えたものである。
A frequency detecting method according to claim 1 of the present invention is a method for calculating a frequency of an alternating-current electric quantity of a power system, and is a sampling time m, m-1, of the electric quantity v of the system. Sampling value v of m−2, ..., M−n
Based on m , v m-1 , v m-2 , ..., V mn , time mn
Quantity w proportional to the time integral value of the electric quantity v from m to m
second calculating a first means for calculating the m, a difference value u m = v m -v mn of the same electric quantity v in the time mn and m
Means and third means for calculating an amount proportional to the effective value or the square of the effective value of the value w m calculated by the first means,
Fourth means for calculating an effective value of the value u m calculated by the second means or an amount proportional to the square of the effective value; and a value calculated by the fourth means by a value calculated by the third means. It is provided with a fifth means for removing.

【0007】本発明では電力系統の電気量V・sin (ω
t)において、時刻t−t0 からtまでの電気量の時間
積分値2V・sin (ωt0 /2)・sin (ωt−ωt0
/2)/ωと、時刻t−t0 とtにおける電気量の差2
V・sin (ωt0 /2)・cos (ωt−ωt0 /2)と
から、前者の交流量の振幅に対する後者の交流量の振幅
比がωになる点に着目して、周波数を検出するものであ
る。
In the present invention, the electric quantity of the electric power system V · sin (ω
In t), the time quantity of electricity from time t-t 0 to t the integral value 2V · sin (ωt 0/2 ) · sin (ωt-ωt 0
/ 2) / ω and the difference 2 between the amounts of electricity at times t-t 0 and t
Since the V · sin (ωt 0/2 ) · cos (ωt-ωt 0/2), by paying attention to the point where the amplitude ratio of the latter alternating quantity with respect to the amplitude of the former alternating amount is omega, detects the frequency It is a thing.

【0008】ここでv=sin (ωtm )とし、サンプリ
ング時刻m−nからmまでvの時間積分値に比例する量
m とum =vm −vm-n を算出する。そして前記wm
とum の実効値又は実効値の2乗比例した量を算出し、
m の実効値又は実効値の2乗に比例した量をwm の実
効値又は実効値の2乗に比例した量で割った値F(ω)
は角周波数ω又はω2 に比例することがわかった。その
他の請求項も同様である。
[0008] Here, v = a sin (ωt m), calculates the amount w m and u m = v m -v mn proportional to the time integral value of v from sampling time mn to m. And the w m
And an effective value of u m or an amount proportional to the square of the effective value is calculated,
A value F (ω) obtained by dividing the effective value of u m or the amount proportional to the square of the effective value by the effective value of w m or the amount proportional to the square of the effective value.
Was found to be proportional to the angular frequency ω or ω 2 . Other claims are also the same.

【0009】本発明の請求項2に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第1の手段は、台形公式による
積分、即ち、下記式によりwm を算出するものである。
A frequency detecting method according to a second aspect of the present invention is the frequency detecting method according to the first aspect, wherein the first means is integration by a trapezoidal formula, that is, w m is calculated by the following equation.

【数2】 (Equation 2)

【0010】本発明の請求項3に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第1の手段は、長方形積分、即
ち、下記式によりwm を算出するものである。
A frequency detecting method according to a third aspect of the present invention is the frequency detecting method according to the first aspect, wherein the first means is rectangle integration, that is, w m is calculated by the following equation.

【数3】 (Equation 3)

【0011】本発明の請求項4に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第1の手段は、シンプソン公式
による積分、即ち、下記式によりwm を算出するもので
ある。
A frequency detecting method according to a fourth aspect of the present invention is the frequency detecting method according to the first aspect, wherein the first means is integration by the Simpson formula, that is, w m is calculated by the following equation.

【数4】 (Equation 4)

【0012】本発明の請求項5に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第3,第4の各手段は以下の電
気量を算出するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the third and fourth means in the first aspect calculate the following electric quantities.

【数5】 第3の手段では、wm-k ・wm-p −wm ・wm-k-p 第4の手段では、um-k ・um-p −um ・um-k-p In the third means, w mk · w mp −w m · w mkp In the fourth means, u mk · u mp −u m · u mkp

【0013】本発明の請求項6に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第3,第4の各手段は以下の電
気量を算出するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect, the third and fourth means in the first aspect calculate the following electric quantities.

【数6】 (Equation 6)

【0014】本発明の請求項7に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第3,第4の各手段は以下の電
気量を算出するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the third and fourth means in the first aspect calculate the following electric quantities.

【数7】 (Equation 7)

【0015】本発明の請求項8に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第3,第4の各手段は以下の電
気量を算出するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the third and fourth means in the first aspect calculate the following electric quantities.

【数8】 (Equation 8)

【0016】本発明の請求項9に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第5の手段で得られる値と所定
の定数とを比較し、前者が所定の定数より大なるときに
動作と判定する過周波検出の第6の手段を付加するもの
である。
According to a ninth aspect of the present invention, in the frequency detecting method according to the first aspect, the value obtained by the fifth means is compared with a predetermined constant, and the operation is performed when the former is larger than the predetermined constant. A sixth means of overfrequency detection for determination is added.

【0017】本発明の請求項10に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第5の手段で得られる値と所定
の定数とを比較し、前者が所定の定数より小なるときに
動作と判定する不足周波検出の第6の手段を付加するも
のである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the frequency detecting method according to the first aspect, the value obtained by the fifth means is compared with a predetermined constant, and the operation is performed when the former is smaller than the predetermined constant. The sixth means for detecting an insufficient frequency is added.

【0018】本発明の請求項11に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第4の手段で得られる実効値又
は実効値の2乗に比例する量と第3の手段で得られる実
効値又は実効値の2乗に比例する量に所定の定数を乗じ
た値とを比較し、前者が後者より大なるときに動作と判
定する過周波検出の第6の手段を付加するものである。
The frequency detection method according to claim 11 of the present invention is the method according to claim 1, wherein the effective value obtained by the fourth means or an amount proportional to the square of the effective value and the effective value obtained by the third means. Alternatively, a sixth means for overfrequency detection is added, which compares an amount proportional to the square of the effective value with a value obtained by multiplying a predetermined constant, and determines the operation when the former is larger than the latter.

【0019】本発明の請求項12に係る周波数検出方式
は、請求項1において、第4の手段で得られる実効値又
は実効値の2乗に比例する量と第3の手段で得られる実
効値又は実効値の2乗に比例する量に所定の定数を乗じ
た値とを比較し、前者が後者より小なるときに動作と判
定する不足周波検出の第6の手段を付加するものであ
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the frequency detection method according to the first aspect, the effective value obtained by the fourth means or an amount proportional to the square of the effective value and the effective value obtained by the third means are used. Alternatively, a sixth means for detecting an under-frequency is added to compare an amount proportional to the square of the effective value with a value obtained by multiplying a predetermined constant, and determine the operation when the former is smaller than the latter.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
を説明する。図2は本発明による方式が適用されるディ
ジタル継電器の概略構成図である。図において、入力電
圧vは、先ずサンプルホールド回路S/Hでサンプリン
グされ、マルチプレクサMPXで順次切り替えてアナロ
グ・ディジタル変換器A/Dに入力され、更に変換され
たディジタル値が演算部CPUへ印加される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a digital relay to which the system according to the present invention is applied. In the figure, the input voltage v is first sampled by the sample hold circuit S / H, sequentially switched by the multiplexer MPX and input to the analog / digital converter A / D, and the converted digital value is applied to the arithmetic unit CPU. It

【0021】CPUでは本発明に基づく所定の動作判定
演算を行ない、その結果を出力する構成を有している。
同図において電圧vのS/H回路の出力をvm と記して
いるが、ディジタル演算部CPU内のディジタル処理に
おいても区別せずに同様に記す。
The CPU has a configuration for performing a predetermined operation determination calculation based on the present invention and outputting the result.
In the figure, the output of the S / H circuit of the voltage v is described as v m , but it is also described in the same manner without distinction in the digital processing in the digital operation unit CPU.

【0022】次に図1は本発明による周波数検出方式の
実施の形態を示す図である。図1において、1は第1の
手段で交流電気量vm ,vm-1 ,vm-2 ,…,vm-n
用いて下記式を算出する。
Next, FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a frequency detection system according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a first means for calculating the following equation using the alternating-current electric quantities v m , v m-1 , v m-2 , ..., V mn .

【数9】 (Equation 9)

【0023】2は第2の手段で、前記と同一の電気量を
用いてum =vm −vm-n を算出する。3は第3の手段
で、前記した第1の手段で得られたwm を用いてwm-k
・wm-p −wm ・wm-k-p を算出することにより、wm
の実効値の2乗に比例した量を算出する。
Reference numeral 2 is a second means for calculating u m = v m -v mn using the same amount of electricity as above. 3 is a third means, and w mk is obtained by using w m obtained by the first means described above.
· W by calculating the mp -w m · w mkp, w m
Calculate an amount proportional to the square of the effective value of.

【0024】4は第4の手段で、第2の手段で得られた
m を用いてum-k ・um-p −um・um-k-p を算出す
ることにより、um の実効値の2乗に比例した量を算出
する。5は第5の手段で、第4の手段で得られた値を、
第3の手段で得られた値で除して、周波数の2乗に比例
した量を算出する。
[0024] 4 in the fourth means, by calculating the u mk · u mp -u m · u mkp using u m obtained in the second means, to the square of the effective value of u m Calculate the proportional amount. 5 is a fifth means, the value obtained by the fourth means,
Divide by the value obtained by the third means to calculate an amount proportional to the square of the frequency.

【0025】上記した図1の演算結果を検証する。サン
プリング時刻tm における交流電気量のサンプリング値
m を、vm =V・sin (ωtm )とすると、wm ,u
m は(2) 式,(3) 式として得られる。
The calculation result of FIG. 1 will be verified. The sampling value v m of the AC electric quantity at the sampling time t m, when the v m = V · sin (ωt m), w m, u
m is obtained as Eqs. (2) and (3).

【0026】[0026]

【数10】 [Equation 10]

【0027】なお、(2) 式におけるtan (ωT/2)を
ωTK/2に近似すると(2) 式は(4) 式のようになる。
When tan (ωT / 2) in the equation (2) is approximated to ωTK / 2, the equation (2) becomes the equation (4).

【数11】 wm =2V・sin (ωtm −nωT/2) ・sin (nωT/2)/(ωTK) ……(4) 但し、Kは、ω=ω0 において上記近似誤差が0となる
ように、K=tan (ω0 T/2)/(ω0 T/2)とす
る。
[Mathematical formula-see original document] w m = 2Vsin (ωt m −nωT / 2) ・ sin (nωT / 2) / (ωTK) (4) where K is the approximation error 0 at ω = ω 0 Therefore, K = tan (ω 0 T / 2) / (ω 0 T / 2).

【0028】又、w,uの実効値の2乗に比例した量の
算出量は(5) 式,(6) 式のようになる。
Further, the calculation amount of the amount proportional to the square of the effective value of w and u is expressed by the equations (5) and (6).

【数12】 wm-k ・wm-p −wm ・wm-k-p ={2V・sin (nωT/2)/(ωTK)}2 ・sin (kωT)・sin (pωT) …………(5) um-k ・um-p −um ・um-k-p ={2V・sin (nωT/2)}2 ・sin (kωT)・sin (pωT) …………(6) [ Formula 12] w mk · w mp −w m · w mkp = {2V · sin (nωT / 2) / (ωTK)} 2 · sin (kωT) · sin (pωT) ………… (5) u mk · u mp -u m · u mkp = {2V · sin (nωT / 2)} 2 · sin (kωT) · sin (pωT) ............ (6)

【0029】ここで(6) 式を(5) 式で割った値F(ω)
は(7) 式のように角周波数ωの2乗に比例した量とな
る。又、(7) 式から(8) 式が得られる。
Here, the value F (ω) obtained by dividing equation (6) by equation (5)
Is a quantity proportional to the square of the angular frequency ω, as in Eq. (7). Also, equation (8) is obtained from equation (7).

【数13】 F(ω)=(um-k ・um-p −um ・um-k-p ) /(wm-k ・wm-p −wm ・wm-k-p ) =(ωTK)2 ………………(7) (1+ε)2 =F(ω)/(πf0 TK)2 …………(8) 但し、ε=(f−f0 )/f0 [Number 13] F (ω) = (u mk · u mp -u m · u mkp) / (w mk · w mp -w m · w mkp) = (ωTK) 2 .................. (7) (1 + ε) 2 = F (ω) / (πf 0 TK) 2 (8) where ε = (f−f 0 ) / f 0

【0030】(8) 式から得られるεの周波数特性を図3
に示す。図からわかるように従来の(1) 式で示す算出方
式に比べて、系統の周波数を広い帯域で高精度に算出で
きることがわかる。なお、誤差は(2) 式から(4) 式への
近似から生じる誤差であり、(9) 式で表すことができ
る。
FIG. 3 shows the frequency characteristic of ε obtained from the equation (8).
Shown in As can be seen from the figure, it is possible to calculate the frequency of the system with high accuracy over a wide band, as compared with the conventional calculation method shown in equation (1). Note that the error is the error that occurs from the approximation from Eq. (2) to Eq. (4) and can be expressed by Eq. (9).

【数14】 誤差=tan {(1+ε)ω0 T/2} /tan (ω0 T/2)−(1+ε) ……(9) Equation 14 Error = tan {(1 + ε) ω 0 T / 2} / tan (ω 0 T / 2) − (1 + ε) (9)

【0031】図4に図1の第1の手段の積分値を算出す
る方法として、長方形積分、即ち、下記式による算出方
式の実施の形態を示す。
FIG. 4 shows an embodiment of rectangular integration, that is, a calculation method using the following equation, as a method for calculating the integral value of the first means shown in FIG.

【数15】 [Equation 15]

【0032】この場合も、図1の演算結果の検証と同様
に、(10)式となる。又、(10)式におけるsin (ωT/
2)をωTK/2に近似することにより(11)式が得られ
る。
Also in this case, as in the verification of the calculation result of FIG. 1, the expression (10) is obtained. Also, sin (ωT /
Equation (11) can be obtained by approximating 2) to ωTK / 2.

【数16】 wm =V・sin {ωtm −(n−1)ωT/2} ・sin (nωT/2)/sin (ωT/2) ………(10) wm =2V・sin {ωtm −(n−1)ωT/2} ・sin (nωT/2)/(ωTK) …………(11) 但し、K=sin (ω0 T/2)/(ω0 T/2)とす
る。以下、図1同様の結果が得られる。
W m = V · sin {ωt m − (n−1) ωT / 2} · sin (nωT / 2) / sin (ωT / 2) ……… (10) w m = 2V · sin { ωt m − (n−1) ωT / 2} · sin (nωT / 2) / (ωTK) (11) where K = sin (ω 0 T / 2) / (ω 0 T / 2) And Hereinafter, the same result as in FIG. 1 is obtained.

【0033】図5は図1に示す第1の手段の他の実施の
形態を示す図である。図ではシンプソン公式を用いた積
分による下記算出方式の実施の形態である。
FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the first means shown in FIG. The figure shows an embodiment of the following calculation method by integration using the Simpson formula.

【数17】 [Equation 17]

【0034】以下に図1の演算結果と同様な検証をす
る。先ず、vm =V・sin (ωtm )としたとき、(12)
式が得られ、(12)式におけるsin (ωT)/{cos (ω
T)+2}をωTK/3に近似することにより、(13)式
が得られる。但し、K=sin (ω0 T)/[{cos (ω
0 T)+2}・(ω0 T/3)]とする。以下、図1同
様の結果が得られる。
The same verification as the calculation result of FIG. 1 will be made below. First, when v m = V · sin (ωt m ), (12)
The equation is obtained, and sin (ωT) / {cos (ω
(13) is obtained by approximating T) +2} to ωTK / 3. However, K = sin (ω 0 T) / [{cos (ω
0 T) +2} · (ω 0 T / 3)]. Hereinafter, the same result as in FIG. 1 is obtained.

【0035】[0035]

【数18】 wm =2V・sin (ωtm −nωT/2)・sin (nωT/2) ・{cos (ωT)+2}/sin (ωT) ………(12) wm =6V・sin (ωtm −nωT/2) ・sin (nωT/2)/(ωTK) …………(13)[Formula 18] w m = 2V · sin (ωt m −nωT / 2) · sin (nωT / 2) · {cos (ωT) +2} / sin (ωT) ……… (12) w m = 6V · sin (Ωt m −nωT / 2) ・ sin (nωT / 2) / (ωTK) ………… (13)

【0036】図6に図1の第3,第4の手段の交流電気
量wm ,um の実効値に比例する量を算出する方法とし
て、既知(電気書院:電気計算1983年11月号VO
L.51のP49(3)式)である下記面積法による算
出方式の実施の形態を示す。
FIG. 6 shows a known method for calculating the amounts of the alternating-current electricity quantities w m and u m proportional to the effective values of the third and fourth means shown in FIG. 1 (Denki Shoin: Electric Calculation, November 1983 issue). VO
L. An embodiment of a calculation method by the following area method, which is P49 (3) of 51) will be described.

【0037】[0037]

【数19】 (15)式を(14)式で割るとωに比例した量を得ることがで
きる。
[Formula 19] By dividing equation (15) by equation (14), it is possible to obtain a quantity proportional to ω.

【0038】図7は図6と同様に第3,第4の手段の交
流電気量wm ,um の実効値に比例する量を算出する方
法として、既知(電気書院:電気計算1983年11月
号VOL.51のP49(4)式)である2値加算法に
よる算出方式の実施の形態を示す。
FIG. 7 is known as a method for calculating the quantities proportional to the effective values of the alternating-current electric quantities w m and u m of the third and fourth means, as in FIG. 6 (Denki Shoin: Electric Calculation, 1983 November. An embodiment of a calculation method by the binary addition method which is P49 (4) expression of the monthly issue VOL.51) is shown.

【0039】[0039]

【数20】 [Equation 20]

【0040】図8は図1の第3,第4の手段の交流電気
量wm ,um の実効値の2乗に比例する量を算出する方
法として、下記式の演算式による算出方式の実施の形態
を示す。
FIG. 8 shows a method of calculating the amount proportional to the square of the effective value of the AC electric quantities w m and u m of the third and fourth means of FIG. An embodiment is shown.

【数21】 上記したいずれの場合もωに比例した量を得ることがで
きる。
[Equation 21] In any of the above cases, an amount proportional to ω can be obtained.

【0041】図9は他の実施の形態であり、本例では図
1の第5の手段の出力F(ω)の大小を判定するもので
ある。図において、6は第6の手段であって、過周波検
出手段として作用する。即ち、下記式に示すように、予
め設定された(ωk)2 より大か否かを判定し、(20)式
を満足すれば、過周波数であるとする。
FIG. 9 shows another embodiment, and in this example, the magnitude of the output F (ω) of the fifth means of FIG. 1 is determined. In the figure, 6 is a sixth means which functions as an overfrequency detecting means. That is, as shown in the following formula, it is judged whether or not it is larger than a preset (ωk) 2, and if the formula (20) is satisfied, it is determined that the frequency is overfrequency.

【数22】F(ω)>(ωk)2 …………(20)[Equation 22] F (ω)> (ωk) 2 ………… (20)

【0042】図10は更に他の実施の形態であり、本例で
は第6の手段6によって第5の手段の出力F(ω)の値
が予め設定された(ωk)2 より小か否かを判定する。
即ち、小であれば不足周波数であるとする。要するに第
6の手段6は不足周波検出手段とするものである。
FIG. 10 shows still another embodiment. In this example, whether the value of the output F (ω) of the fifth means is smaller than a preset value (ωk) 2 by the sixth means 6 or not. To judge.
That is, if it is small, the frequency is insufficient. In short, the sixth means 6 is an underfrequency detection means.

【0043】図11は更に他の実施の形態であり、本例で
は第6の手段6を過周波検出手段としたものである。そ
して第3の手段の出力と第4の手段の出力とから、(第
4の手段の出力)>(ωk)2 ・(第3の手段の出力)
により、第4の手段の出力が第3の手段の出力に予め設
定された(ωk)2 を乗じた値より大か否か判定する。
FIG. 11 shows still another embodiment. In this example, the sixth means 6 is an overfrequency detecting means. Then, from the output of the third means and the output of the fourth means, (output of the fourth means)> (ωk) 2 · (output of the third means)
Thus, it is determined whether the output of the fourth means is larger than the value obtained by multiplying the output of the third means by (ωk) 2 set in advance.

【0044】図12は更に他の実施の形態であり、本例で
は図11の第6の手段6を不足周波検出手段としたもので
ある。そして大小判定は、(第4の手段の出力)<(ω
h)2 ・(第3の手段の出力)としたものである。
FIG. 12 shows still another embodiment. In this example, the sixth means 6 of FIG. 11 is used as an underfrequency detecting means. Then, the magnitude judgment is (output of the fourth means) <(ω
h) 2 · (output of the third means).

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
力系統の電気量V・sin (ωt)において、時刻t−t
0 からtまでの電気量の時間積分値2V・sin (ωt0
/2)・sin (ωt−ωt0 /2)/ωと、時刻t−t
0 とtにおける電気量の差2V・sin (ωt0 /2)・
cos (ωt−ωt0 /2)とを用いて、前者の交流量の
振幅に対する後者の交流量の振幅比がωになる点に着目
して、系統の周波数を高精度に検出しようとするもので
あり、広い周波数帯域にわたって所望の精度で周波数を
検出することが可能となった。
As described above, according to the present invention, at the electricity amount V · sin (ωt) of the power system, the time t−t
Time integration value of electric quantity from 0 to t 2V · sin (ωt 0
/ 2) · sin (ωt- ωt 0/2) / ω and, time t-t
Difference in the quantity of electricity at 0 and t 2V · sin (ωt 0/ 2) ·
by using the cos (ωt-ωt 0/2 ), the amplitude ratio of the latter alternating quantity with respect to the amplitude of the former alternating quantity is focused on a point to be omega, intended to detect the frequency of the system with high precision Thus, it becomes possible to detect the frequency with desired accuracy over a wide frequency band.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による周波数検出方式を説明する実施の
形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment for explaining a frequency detection method according to the present invention.

【図2】本発明が適用されるディジタル継電器の概略構
成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a digital relay to which the present invention is applied.

【図3】本発明の効果を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図4】図1の第1の手段の他の実施の形態を説明する
図。
FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the first means of FIG.

【図5】図1の第1の手段の更に他の実施の形態を説明
する図。
FIG. 5 is a view for explaining still another embodiment of the first means shown in FIG.

【図6】図1の第3の手段と第4の手段の他の実施の形
態を説明する図。
FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment of the third means and the fourth means of FIG.

【図7】図1の第3の手段と第4の手段の更に他の実施
の形態を説明する図。
FIG. 7 is a diagram for explaining still another embodiment of the third means and the fourth means of FIG.

【図8】図1の第3の手段と第4の手段の更に他の実施
の形態を説明する図。
FIG. 8 is a view for explaining still another embodiment of the third means and the fourth means of FIG.

【図9】本発明の応用例を説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating an application example of the present invention.

【図10】本発明の他の応用例を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating another application example of the present invention.

【図11】本発明の更に他の応用例を説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating still another application example of the present invention.

【図12】本発明の更に他の応用例を説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating still another application example of the present invention.

【図13】従来の特性を説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating conventional characteristics.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の手段 2 第2の手段 3 第3の手段 4 第4の手段 5 第5の手段 6 第6の手段 S/H サンプリングホールド回路 MPX マルチプレクサ A/D アナログ・ディジタル変換回路 CPU 演算部 1 1st means 2 2nd means 3 3rd means 4 4th means 5 5th means 6 6th means S / H Sampling hold circuit MPX multiplexer A / D analog-digital conversion circuit CPU arithmetic unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 隆司 東京都府中市晴見町二丁目24番地の1 東 芝システムテクノロジー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Takashi Sekiguchi 1-24-2, Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside Toshiba System Technology Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力系統の交流電気量の周波数を算出す
る方式において、系統の電気量vのサンプリング時刻
m,m−1,m−2,…,m−nのサンプリング値
m ,vm-1 ,vm-2 ,…,vm-n をもとに、時刻m−
nからmまでの前記電気量vの時間積分値に比例する量
m を算出する第1の手段と、時間m−nとmにおける
同一電気量vの差分値um =vm −vm-n を算出する第
2の手段と、前記第1の手段による算出値wm の実効値
又は実効値の2乗に比例する量を算出する第3の手段
と、前記第2の手段による算出値um の実効値又は実効
値の2乗に比例する量を算出する第4の手段と、前記第
4の手段による算出値を前記第3の手段による算出値で
除する第5の手段とからなることを特徴とする周波数検
出方式。
1. A method for calculating a frequency of an alternating current electricity quantity of a power system, wherein sampling values v m , v m of sampling times m, m-1, m-2, ..., Mn of the electricity quantity v of the system. -1 , v m-2 , ..., v mn based on time m-
first means for calculating an amount w m which is proportional to the time integral value of the electrical quantity v from n to m, the difference value of the same quantity of electricity v at time mn and m u m = v m -v mn And a third means for calculating an effective value of the value w m calculated by the first means or an amount proportional to the square of the effective value, and a calculated value u by the second means. Comprised of fourth means for calculating an effective value of m or an amount proportional to the square of the effective value, and fifth means for dividing the calculated value by the fourth means by the calculated value by the third means. A frequency detection method characterized in that
【請求項2】第1の手段は、台形公式による積分、即
ち、下記式によりwmを算出することを特徴とする請求
項1記載の周波数検出方式。 【数1】
2. The frequency detecting method according to claim 1, wherein the first means calculates w m by integration by a trapezoidal formula, that is, the following equation. [Equation 1]
【請求項3】 第1の手段は、長方形積分、即ち、下記
式によりwm を算出することを特徴とする請求項1記載
の周波数検出方式。 【数2】
3. The frequency detection method according to claim 1, wherein the first means calculates w m by rectangle integration, that is, the following equation. (Equation 2)
【請求項4】 第1の手段は、シンプソン公式による積
分、即ち、下記式によりwm を算出することを特徴とす
る請求項1記載の周波数検出方式。 【数3】
4. The frequency detecting method according to claim 1, wherein the first means calculates w m by integration by a Simpson formula, that is, the following equation. (Equation 3)
【請求項5】 第3,第4の各手段は以下の電気量を算
出することを特徴とする請求項1記載の周波数検出方
式。 【数4】 第3の手段では、wm-k ・wm-p −wm ・wm-k-p 第4の手段では、um-k ・um-p −um ・um-k-p
5. The frequency detecting method according to claim 1, wherein the third and fourth means calculate the following electric quantities. In the third means, w mk · w mp −w m · w mkp In the fourth means, u mk · u mp −u m · u mkp
【請求項6】 第3,第4の各手段は以下の電気量を算
出することを特徴とする請求項1記載の周波数検出方
式。 【数5】
6. The frequency detecting method according to claim 1, wherein the third and fourth means calculate the following electric quantities. (Equation 5)
【請求項7】 第3,第4の各手段は以下の電気量を算
出することを特徴とする請求項1記載の周波数検出方
式。 【数6】
7. The frequency detecting method according to claim 1, wherein each of the third and fourth means calculates the following amount of electricity. (Equation 6)
【請求項8】 第3,第4の各手段は以下の電気量を算
出することを特徴とする請求項1記載の周波数検出方
式。 【数7】
8. The frequency detecting method according to claim 1, wherein each of the third and fourth means calculates the following amount of electricity. (Equation 7)
【請求項9】 第5の手段で得られる値と所定の定数と
を比較し、前者が所定の定数より大なるときに動作と判
定する過周波検出の第6の手段を付加したことを特徴と
する請求項1記載の周波数検出方式。
9. A sixth means of overfrequency detection is added, which compares the value obtained by the fifth means with a predetermined constant and judges that the former is an operation when the former is larger than the predetermined constant. The frequency detection method according to claim 1.
【請求項10】 第5の手段で得られる値と所定の定数
とを比較し、前者が所定の定数より小なるときに動作と
判定する不足周波検出の第6の手段を付加したことを特
徴とする請求項1記載の周波数検出方式。
10. A sixth means for detecting an under-frequency, which compares the value obtained by the fifth means with a predetermined constant and determines that the operation is performed when the former is smaller than the predetermined constant, is added. The frequency detection method according to claim 1.
【請求項11】 第4の手段で得られる実効値又は実効
値の2乗に比例する量と第3の手段で得られる実効値又
は実効値の2乗に比例する量に所定の定数を乗じた値と
を比較し、前者が後者より大なるときに動作と判定する
過周波検出の第6の手段を付加したことを特徴とする請
求項1記載の周波数検出方式。
11. An effective value or an amount proportional to the square of the effective value obtained by the fourth means and an effective value or an amount proportional to the square of the effective value obtained by the third means are multiplied by a predetermined constant. 6. The frequency detecting method according to claim 1, further comprising a sixth means for detecting an overfrequency, which is compared with the above value and determines that the operation is performed when the former is larger than the latter.
【請求項12】 第4の手段で得られる実効値又は実効
値の2乗に比例する量と第3の手段で得られる実効値又
は実効値の2乗に比例する量に所定の定数を乗じた値と
を比較し、前者が後者より小なるときに動作と判定する
不足周波検出の第6の手段を付加したことを特徴とする
請求項1記載の周波数検出方式。
12. An effective value or an amount proportional to the square of the effective value obtained by the fourth means and an effective value or an amount proportional to the square of the effective value obtained by the third means are multiplied by a predetermined constant. 6. The frequency detecting method according to claim 1, further comprising a sixth means for detecting an underfrequency, which is compared with a value obtained by the above and determines that the former is an operation when the former is smaller than the latter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013092391A (en) * 2011-10-24 2013-05-16 Toshiba Corp Frequency measurement device and frequency measurement method of electric power system

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