JPH0980090A - 周波数検出装置 - Google Patents
周波数検出装置Info
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- JPH0980090A JPH0980090A JP23672795A JP23672795A JPH0980090A JP H0980090 A JPH0980090 A JP H0980090A JP 23672795 A JP23672795 A JP 23672795A JP 23672795 A JP23672795 A JP 23672795A JP H0980090 A JPH0980090 A JP H0980090A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非定常な交流電気量の周波数を検出する他、
電力系統安定化に必要な必要な減衰率及び振幅を同時に
かつ高速・高精度に検出することができる周波数検出装
置を提供すること。 【構成】 一定周期でサンプリングした非定常アナログ
信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路１００
と、ディジタル化されたサンプル信号を記録するために
設けられた信号遅延手段により遅延されたサンプル信号
を用いて周波数・減衰率の情報を荷った係数ａ1，ａ2を
検出する係数検出回路１−１と、係数ａ1，ａ2を入力信
号として周波数ｆ及び減衰率αを検出する周波数検出回
路２−１及び減衰率検出手段３−１と、振幅検出回路４
−１から構成されている。
電力系統安定化に必要な必要な減衰率及び振幅を同時に
かつ高速・高精度に検出することができる周波数検出装
置を提供すること。 【構成】 一定周期でサンプリングした非定常アナログ
信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路１００
と、ディジタル化されたサンプル信号を記録するために
設けられた信号遅延手段により遅延されたサンプル信号
を用いて周波数・減衰率の情報を荷った係数ａ1，ａ2を
検出する係数検出回路１−１と、係数ａ1，ａ2を入力信
号として周波数ｆ及び減衰率αを検出する周波数検出回
路２−１及び減衰率検出手段３−１と、振幅検出回路４
−１から構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非定常な交流電気量を
一定周期または可変周期でサンプリングし、ディジタル
変換後のサンプリング直列に基づいて電気量演算処理を
実行し、交流電気量の周波数、減衰率及び振幅をリアル
タイムに検出する周波数検出装置に関するものである。
一定周期または可変周期でサンプリングし、ディジタル
変換後のサンプリング直列に基づいて電気量演算処理を
実行し、交流電気量の周波数、減衰率及び振幅をリアル
タイムに検出する周波数検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開平２−１８７６６９号公報に
示された周波数検出装置は一定振幅の正弦波信号の周波
数のみしか検出できず、電力動揺信号のように非定常交
流信号の周波数・減衰率・振幅を検出する機能を有して
いない。従って、電力動揺のように振幅・周波数などが
ダイナミックに変化する場合には使用できない。
示された周波数検出装置は一定振幅の正弦波信号の周波
数のみしか検出できず、電力動揺信号のように非定常交
流信号の周波数・減衰率・振幅を検出する機能を有して
いない。従って、電力動揺のように振幅・周波数などが
ダイナミックに変化する場合には使用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の周波数検出装置
は以上のように構成されており、振幅一定な交流電気量
の周波数しか検出できず、電力動揺等、非定常な交流電
気量の周波数検出は行えなかった。
は以上のように構成されており、振幅一定な交流電気量
の周波数しか検出できず、電力動揺等、非定常な交流電
気量の周波数検出は行えなかった。
【０００４】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、非定常な交流電気量の周波数を
検出する他、電力系統安定化に必要な必要な減衰率及び
振幅を同時にかつ高速・高精度に検出することができる
周波数検出装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、非定常な交流電気量の周波数を
検出する他、電力系統安定化に必要な必要な減衰率及び
振幅を同時にかつ高速・高精度に検出することができる
周波数検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の周波数検出装置は、一定周期でサンプリング
した非定常アナログ信号をディジタル値に変換するＡ／
Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段によりディジタル化
されたサンプル信号を記録するために設けられた信号遅
延手段により遅延されたサンプル信号を用いて周波数・
減衰率の情報を荷った係数ａ1，ａ2を検出する係数検出
手段とを有している。
に本発明の周波数検出装置は、一定周期でサンプリング
した非定常アナログ信号をディジタル値に変換するＡ／
Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変換手段によりディジタル化
されたサンプル信号を記録するために設けられた信号遅
延手段により遅延されたサンプル信号を用いて周波数・
減衰率の情報を荷った係数ａ1，ａ2を検出する係数検出
手段とを有している。
【０００６】また本発明の周波数検出装置は、係数
ａ1，ａ2を入力信号として周波数ｆ及び減衰率αを検出
する周波数検出手段及び減衰率検出手段を有している。
ａ1，ａ2を入力信号として周波数ｆ及び減衰率αを検出
する周波数検出手段及び減衰率検出手段を有している。
【０００７】更に本発明の周波数検出装置は上記周波数
検出手段及び減衰率検出手段で求めた周波数ｆ、減衰率
α及びサンプリング値を入力信号として振幅を求める振
幅検出手段を有する。
検出手段及び減衰率検出手段で求めた周波数ｆ、減衰率
α及びサンプリング値を入力信号として振幅を求める振
幅検出手段を有する。
【０００８】これらの各手段により非定常交流信号の動
揺情報である周波数・減衰率及び振幅の検出を可能とし
た。
揺情報である周波数・減衰率及び振幅の検出を可能とし
た。
【０００９】尚、上記説明は一定サンプリング周期Ｔを
仮定したが、非定常交流信号の周波数が低い場合にはサ
ンプリング周期Ｔを大きくした方が高精度な信号検出が
可能となる。このために本発明では検出周波数の高低に
応じてサンプリング周期Ｔを変える手段、異なる周期の
サンプラ、または高速サンプリングしたサンプリング値
のｍ回毎の信号を用いる手段を設け、非定常交流信号の
周波数、減衰率及び振幅の高精度検出を行うように構成
した。
仮定したが、非定常交流信号の周波数が低い場合にはサ
ンプリング周期Ｔを大きくした方が高精度な信号検出が
可能となる。このために本発明では検出周波数の高低に
応じてサンプリング周期Ｔを変える手段、異なる周期の
サンプラ、または高速サンプリングしたサンプリング値
のｍ回毎の信号を用いる手段を設け、非定常交流信号の
周波数、減衰率及び振幅の高精度検出を行うように構成
した。
【００１０】
【作用】上記構成の周波数検出装置ではサンプリング入
力値及びこれらの信号を遅延する遅延手段により４個の
サンプリング信号Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ
（３Ｔ）を生成する。この生成信号を入力とする係数演
算手段により加減乗除演算をすることにより周波数及び
減衰率の情報を荷った２個の係数ａ1，ａ2を求めること
ができる。
力値及びこれらの信号を遅延する遅延手段により４個の
サンプリング信号Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ
（３Ｔ）を生成する。この生成信号を入力とする係数演
算手段により加減乗除演算をすることにより周波数及び
減衰率の情報を荷った２個の係数ａ1，ａ2を求めること
ができる。
【００１１】次に係数ａ1，ａ2を入力とする周波数検出
手段により四則演算及びｔａｎ‐1演算を行うことによ
り周波数ｆを検出できる。
手段により四則演算及びｔａｎ‐1演算を行うことによ
り周波数ｆを検出できる。
【００１２】更に係数ａ2を入力信号とする減衰率検出
手段により対数演算等を行うことにより減衰率αを検出
する。
手段により対数演算等を行うことにより減衰率αを検出
する。
【００１３】次にサンプル値信号Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）及
び先に求めた周波数ｆ、減衰率αを入力信号とする振幅
検出手段により四則演算・平方演算等により振幅Ａを求
めることができる。
び先に求めた周波数ｆ、減衰率αを入力信号とする振幅
検出手段により四則演算・平方演算等により振幅Ａを求
めることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１５】図１には本発明に係る周波数検出装置の全
体構成が示されている。同図において周波数検出装置
は、非定常交流電気量ｖ（ｔ）のアナログサンプリング
値を入力信号としアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
するＡ／Ｄ変換回路１００と、Ａ／Ｄ変換回路１００よ
り得られたサンプリング値Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２
Ｔ）、Ｖ（３Ｔ）を用いて非定常交流電気量の周波数
ｆ、減衰率αの情報を荷った係数ａ1，ａ2を検出する係
数検出回路１−１と、係数検出回路１−１より得られた
係数ａ1，ａ2を用いて非定常交流電気量の周波数ｆを検
出する周波数検出回路２−１と、係数ａ2から非定常交
流電気量の減衰率αを検出する減衰率検出回路３−１
と、周波数検出回路２−１及び減衰率検出回路３−１の
各出力ならびにサンプリング値Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）を取
り込み非定常交流電気量の振幅Ａを検出する振幅検出回
路４−１とを有している。
体構成が示されている。同図において周波数検出装置
は、非定常交流電気量ｖ（ｔ）のアナログサンプリング
値を入力信号としアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
するＡ／Ｄ変換回路１００と、Ａ／Ｄ変換回路１００よ
り得られたサンプリング値Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２
Ｔ）、Ｖ（３Ｔ）を用いて非定常交流電気量の周波数
ｆ、減衰率αの情報を荷った係数ａ1，ａ2を検出する係
数検出回路１−１と、係数検出回路１−１より得られた
係数ａ1，ａ2を用いて非定常交流電気量の周波数ｆを検
出する周波数検出回路２−１と、係数ａ2から非定常交
流電気量の減衰率αを検出する減衰率検出回路３−１
と、周波数検出回路２−１及び減衰率検出回路３−１の
各出力ならびにサンプリング値Ｖ（０）、Ｖ（Ｔ）を取
り込み非定常交流電気量の振幅Ａを検出する振幅検出回
路４−１とを有している。
【００１６】ここで各検出回路の機能について説明する
前に係数ａ1，ａ2について説明する。上記サンプル値Ｖ
（３Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（０）は次のよう
に書ける。
前に係数ａ1，ａ2について説明する。上記サンプル値Ｖ
（３Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ（０）は次のよう
に書ける。
【００１７】
【数１】
【００１８】
【数２】
【００１９】
【数３】
【００２０】
【数４】
【００２１】上式（１）、（２）により
【００２２】
【数５】
【００２３】また
【００２４】
【数６】
【００２５】であるから式（５）から
【００２６】
【数７】
【００２７】となる。いま−Ｂ＋ｊＡを考えると、
【００２８】
【数８】
【００２９】となる。
【００３０】同様に式（２）、（３）、（４）から
【００３１】
【数９】
【００３２】
【数１０】
【００３３】
【数１１】
【００３４】が得られる。上式（８）、（９）において
α＋ｊω＝γと置くと、
α＋ｊω＝γと置くと、
【００３５】
【数１２】
【００３６】となる。式（１２）を変形して、
【００３７】
【数１３】
【００３８】となる。
【００３９】同様に式（９）、（１０）から
【００４０】
【数１４】
【００４１】となる。
【００４２】また式（１３）、（１４）から
【００４３】
【数１５】
【００４４】となる。
【００４５】式（１５）整理すると、
【００４６】
【数１６】
【００４７】となる。
【００４８】式（１６）を更に整理すると、
【００４９】
【数１７】
【００５０】となる。
【００５１】式（１７）を更に整理して
【００５２】
【数１８】
【００５３】となる。
【００５４】ここで
【００５５】
【数１９】
【００５６】
【数２０】
【００５７】と置くことにより係数ａ1，ａ2が得られ
る。
る。
【００５８】この場合に非定常交流電気量の周波数ｆ、
減衰率α、振幅Ａは次式で表される。
減衰率α、振幅Ａは次式で表される。
【００５９】
【数２１】
【００６０】
【数２２】
【００６１】
【数２３】
【００６２】次に本発明に係る周波数検出装置の各検出
回路の機能について説明する。
回路の機能について説明する。
【００６３】図２乃至図５は図１に示した本発明に係る
周波数検出装置の一実施例の各検出回路の具体的構成を
示したブロック図である。
周波数検出装置の一実施例の各検出回路の具体的構成を
示したブロック図である。
【００６４】図２において１−１は、当該時刻ｔの交流
電気量のサンプリング値をＶ（０）とし、前記当該時刻
より周期Ｔ、２Ｔ、３Ｔ前の値Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、
Ｖ（３Ｔ）を入力とし、除算器１０、１１により係数ａ
1，ａ2を出力する係数検出回路であり、図３において２
−１は、前記係数検出回路より検出された値を入力と
し、定数乗算器１９により周波数ｆを出力する周波数検
出回路であり、図４において３−１は、前記係数検出回
路より検出された値を入力とし、定数乗算器２２により
減衰率αを周波数する減衰率検出回路であり、図５にお
いて４−１は、交流電気量のサンプリング値Ｖ（０）、
Ｖ（Ｔ）、減衰率α、周波数ｆを入力とし、除算器４１
により振幅を検出する振幅検出回路である。
電気量のサンプリング値をＶ（０）とし、前記当該時刻
より周期Ｔ、２Ｔ、３Ｔ前の値Ｖ（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）、
Ｖ（３Ｔ）を入力とし、除算器１０、１１により係数ａ
1，ａ2を出力する係数検出回路であり、図３において２
−１は、前記係数検出回路より検出された値を入力と
し、定数乗算器１９により周波数ｆを出力する周波数検
出回路であり、図４において３−１は、前記係数検出回
路より検出された値を入力とし、定数乗算器２２により
減衰率αを周波数する減衰率検出回路であり、図５にお
いて４−１は、交流電気量のサンプリング値Ｖ（０）、
Ｖ（Ｔ）、減衰率α、周波数ｆを入力とし、除算器４１
により振幅を検出する振幅検出回路である。
【００６５】次に係数検出回路の動作について説明す
る。
る。
【００６６】第１及び第４のサンプリング値を乗算する
乗算器１の出力はＶ（０）、Ｖ（３Ｔ）で、第２及び第
３のサンプリング値を乗算する乗算器２の出力はＶ
（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）で、第１及び第３のサンプリング値
を乗算する乗算器３の出力はＶ（０）、Ｖ（２Ｔ）で、
第２及び第４のサンプリング値を乗算する乗算器４の出
力はＶ（Ｔ）、Ｖ（３Ｔ）で、第２のサンプリング値を
２乗する２乗器５の出力はＶ（Ｔ）2で、第３のサンプ
リング値を２乗する２乗器６の出力はＶ（２Ｔ）2で、
乗算器２の出力から乗算器１の出力を減算する減算器７
の出力はＶ（Ｔ）Ｖ（２Ｔ）−Ｖ（０）Ｖ（３Ｔ）で、
２乗器５の出力から乗算器３の出力を減算する減算器８
の出力はＶ（Ｔ）2−Ｖ（０）Ｖ（２Ｔ）で、乗算器４
の出力から２乗器６の出力を減算する減算器９の出力配
線板Ｖ（Ｔ）Ｖ（３Ｔ）−Ｖ（２Ｔ）2となり、係数検
出回路の出力ａ1は、減算器７の出力を減算器８の出力
で除算する除算器１０の出力ディジタルあり、また係数
検出回路の出力ａ2は、減算器９の出力を減算器８の出
力で除算する除算器１１の出力であり、それぞれ下式の
ようになる。
乗算器１の出力はＶ（０）、Ｖ（３Ｔ）で、第２及び第
３のサンプリング値を乗算する乗算器２の出力はＶ
（Ｔ）、Ｖ（２Ｔ）で、第１及び第３のサンプリング値
を乗算する乗算器３の出力はＶ（０）、Ｖ（２Ｔ）で、
第２及び第４のサンプリング値を乗算する乗算器４の出
力はＶ（Ｔ）、Ｖ（３Ｔ）で、第２のサンプリング値を
２乗する２乗器５の出力はＶ（Ｔ）2で、第３のサンプ
リング値を２乗する２乗器６の出力はＶ（２Ｔ）2で、
乗算器２の出力から乗算器１の出力を減算する減算器７
の出力はＶ（Ｔ）Ｖ（２Ｔ）−Ｖ（０）Ｖ（３Ｔ）で、
２乗器５の出力から乗算器３の出力を減算する減算器８
の出力はＶ（Ｔ）2−Ｖ（０）Ｖ（２Ｔ）で、乗算器４
の出力から２乗器６の出力を減算する減算器９の出力配
線板Ｖ（Ｔ）Ｖ（３Ｔ）−Ｖ（２Ｔ）2となり、係数検
出回路の出力ａ1は、減算器７の出力を減算器８の出力
で除算する除算器１０の出力ディジタルあり、また係数
検出回路の出力ａ2は、減算器９の出力を減算器８の出
力で除算する除算器１１の出力であり、それぞれ下式の
ようになる。
【００６７】
【数２４】
【００６８】
【数２５】
【００６９】
【数２６】
【００７０】で、三角関数の公式により展開すると、
【００７１】
【数２７】
【００７２】
【数２８】
【００７３】となり、係数ａ1，ａ2を求めることができ
る。
る。
【００７４】次に周波数検出回路の動作について説明す
る。
る。
【００７５】除算器１０の出力を２乗する２乗器１２の
出力はａ1 2で、除算器１１の出力を定数倍する定数乗算
器１３の出力は４ａ2で、２乗器１２の出力はと定数乗
算器１３の出力を加算する加算器１４の出力は（ａ1 2＋
４ａ2）で、加算器１４の出力を定数倍する定数乗算器
１５の出力は−（ａ1 2＋４ａ2）で、定数乗算器１５の
出力の平方根を出力する平方根演算器１６の出力は、
出力はａ1 2で、除算器１１の出力を定数倍する定数乗算
器１３の出力は４ａ2で、２乗器１２の出力はと定数乗
算器１３の出力を加算する加算器１４の出力は（ａ1 2＋
４ａ2）で、加算器１４の出力を定数倍する定数乗算器
１５の出力は−（ａ1 2＋４ａ2）で、定数乗算器１５の
出力の平方根を出力する平方根演算器１６の出力は、
【００７６】
【数２９】
【００７７】となり、平方根演算器１６の出力を除算器
１０の出力で除算する除算器１７の出力は、
１０の出力で除算する除算器１７の出力は、
【００７８】
【数３０】
【００７９】となり、除算器１７の出力の逆三角関数を
出力する逆三角関数演算手段１８の出力は
出力する逆三角関数演算手段１８の出力は
【００８０】
【数３１】
【００８１】となり、周波数検出回路の出力である逆三
角関数演算手段１８の出力を定数倍する定数乗算器１９
の出力は、
角関数演算手段１８の出力を定数倍する定数乗算器１９
の出力は、
【００８２】
【数３２】
【００８３】となり、周波数ｆを求めることができる。
【００８４】次に減衰率検出回路の動作について説明す
る。
る。
【００８５】除算器１１の出力ａ2を定数倍する定数乗
算器２０の出力は−ａ2で、定数乗算器２０の出力−ａ2
の対数を出力する対数演算器２１の出力は１ｎ（−
ａ2）であり、減衰率検出回路の出力である定数乗算器
２２の出力は、
算器２０の出力は−ａ2で、定数乗算器２０の出力−ａ2
の対数を出力する対数演算器２１の出力は１ｎ（−
ａ2）であり、減衰率検出回路の出力である定数乗算器
２２の出力は、
【００８６】
【数３３】
【００８７】となり、減衰率αを求めることができる。
【００８８】次に振幅検出回路の動作について説明す
る。
る。
【００８９】第１及び第２のサンプリング値Ｖ（０）、
Ｖ（Ｔ）を乗算する乗算器２３の出力はＶ（０）Ｖ
（Ｔ）で、第１のサンプリング値Ｖ（０）を２乗する２
乗器２４の出力はＶ（０）2で、第２のサンプリング値
Ｖ（Ｔ）を２乗する２乗器２５の出力はＶ（Ｔ）2で、
定数乗算器２２の出力αを定数倍する定数乗算器２６、
２７の出力はそれぞれαＴ、２αＴで、定数乗算器１９
の出力ｆを定数倍する定数乗算器２８の出力は２πｆ
で、乗算器２３の出力Ｖ（０）Ｖ（Ｔ）を定数倍する定
数乗算器２９の出力は−２Ｖ（０）Ｖ（Ｔ）で、定数乗
算器２６、２７の出力αＴ、２αＴを指数演算する指数
演算器３０、３１の出力はそれぞれ、
Ｖ（Ｔ）を乗算する乗算器２３の出力はＶ（０）Ｖ
（Ｔ）で、第１のサンプリング値Ｖ（０）を２乗する２
乗器２４の出力はＶ（０）2で、第２のサンプリング値
Ｖ（Ｔ）を２乗する２乗器２５の出力はＶ（Ｔ）2で、
定数乗算器２２の出力αを定数倍する定数乗算器２６、
２７の出力はそれぞれαＴ、２αＴで、定数乗算器１９
の出力ｆを定数倍する定数乗算器２８の出力は２πｆ
で、乗算器２３の出力Ｖ（０）Ｖ（Ｔ）を定数倍する定
数乗算器２９の出力は−２Ｖ（０）Ｖ（Ｔ）で、定数乗
算器２６、２７の出力αＴ、２αＴを指数演算する指数
演算器３０、３１の出力はそれぞれ、
【００９０】
【数３４】
【００９１】で、定数乗算器２８の出力２πｆを定数倍
する定数乗算器３２の出力は２πｆＴで、定数乗算器２
９の出力と指数演算器３０の出力を乗算する乗算器３３
の出力は
する定数乗算器３２の出力は２πｆＴで、定数乗算器２
９の出力と指数演算器３０の出力を乗算する乗算器３３
の出力は
【００９２】
【数３５】
【００９３】となり、２乗器２４の出力Ｖ（０）2と指
数演算器３１の出力を乗算する乗算器３４の出力は
数演算器３１の出力を乗算する乗算器３４の出力は
【００９４】
【数３６】
【００９５】となり、定数乗算器３２の出力の三角関数
演算を行う三角関数演算手段３５、３６の出力はそれぞ
れｃｏｓ２πｆＴ、ｓｉｎ２πｆＴで、乗算器３３の出
力と三角関数演算手段３５の出力を乗算する乗算器３７
の出力は
演算を行う三角関数演算手段３５、３６の出力はそれぞ
れｃｏｓ２πｆＴ、ｓｉｎ２πｆＴで、乗算器３３の出
力と三角関数演算手段３５の出力を乗算する乗算器３７
の出力は
【００９６】
【数３７】
【００９７】となり、指数演算器３１の出力と三角関数
演算手段３６の出力を乗算する乗算器３８の出力は、
演算手段３６の出力を乗算する乗算器３８の出力は、
【００９８】
【数３８】
【００９９】となり、２乗器２５の出力と乗算器３４の
出力と乗算器３７の出力とを加算する加算器３９の出力
は、
出力と乗算器３７の出力とを加算する加算器３９の出力
は、
【０１００】
【数３９】
【０１０１】となり、加算器３９の出力の平方根を出力
する平方根演算器４０の出力は
する平方根演算器４０の出力は
【０１０２】
【数４０】
【０１０３】となり、振幅検出回路の出力である平方根
演算器４０の出力を乗算器３８の出力で除算する除算器
４１の出力は、
演算器４０の出力を乗算器３８の出力で除算する除算器
４１の出力は、
【０１０４】
【数４１】
【０１０５】となる。
【０１０６】
【数４２】
【０１０７】で三角関数の公式により展開すると、
【０１０８】
【数４３】
【０１０９】となり、振幅Ａを求めることができる。
【０１１０】以上の実施例では検出周波数ｆに対してサ
ンプリング周期（Ｔ）あるいはサンプリング周波数（ｆ
ｓ＝１／Ｔ）がほぼ最適にセットされているものとし
た。
ンプリング周期（Ｔ）あるいはサンプリング周波数（ｆ
ｓ＝１／Ｔ）がほぼ最適にセットされているものとし
た。
【０１１１】しかしながら電力動揺周波数などの場合
は、検出周波数である動揺周波数も系統状態によって変
化するためサンプリング周波数を一定のままでは量子化
誤差などの影響により信号検出精度の低下を生じる。
は、検出周波数である動揺周波数も系統状態によって変
化するためサンプリング周波数を一定のままでは量子化
誤差などの影響により信号検出精度の低下を生じる。
【０１１２】そこで更に検出周波数ｆに応じてサンプリ
ング周期Ｔを自動的に調整する機能を設けた。この実現
例としては （１）検出周波数ｆｓに応じてサンプリング周期１／ｆ
ｓの定数Ｋ分の１とする方法。
ング周期Ｔを自動的に調整する機能を設けた。この実現
例としては （１）検出周波数ｆｓに応じてサンプリング周期１／ｆ
ｓの定数Ｋ分の１とする方法。
【０１１３】例えばＴ＝（１／ｆｓ）（１／Ｋ）とす
る。
る。
【０１１４】（３０゜サンプリングの時はＫ＝１２とな
る）（図７参照） （２）複数のサンプラを設けて、これらの中から上記Ｔ
に最も近いサンプラの出力を使用する方法。（図８参
照） （３）サンプリングを高速周期Ｔｎとし、多数のサンプ
リング値からｍ≒Ｔ／Ｔｎ（図６参照）となるようにｍ
を自動的に定める方法。
る）（図７参照） （２）複数のサンプラを設けて、これらの中から上記Ｔ
に最も近いサンプラの出力を使用する方法。（図８参
照） （３）サンプリングを高速周期Ｔｎとし、多数のサンプ
リング値からｍ≒Ｔ／Ｔｎ（図６参照）となるようにｍ
を自動的に定める方法。
【０１１５】のいずれかの手段を設けた。
【０１１６】（３）において、サンプリング周期Ｔのｍ
回ごとのデータ Ｖ（０）、Ｖ（２ｍＴ）、Ｖ（３ｍＴ）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ
（（ｍ＋１）Ｔ）、Ｖ（（２ｍ＋１）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ
＋１））Ｔ、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ（（ｍ＋２）Ｔ）、Ｖ
（（２ｍ＋２）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ＋２））Ｔ、 ・ ・ ・ ・ Ｖ（ｍ−１Ｔ）、Ｖ（（２ｍ−１）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ−
１）Ｔ）、Ｖ（（４ｍ−１））Ｔ、 を入力サンプリング値とし、上記検出回路よりｍ個の周
波数・減衰率及び振幅を検出し、更に、上記検出値の平
均をとりそれを出力値とする手段を設けた。
回ごとのデータ Ｖ（０）、Ｖ（２ｍＴ）、Ｖ（３ｍＴ）、Ｖ（Ｔ）、Ｖ
（（ｍ＋１）Ｔ）、Ｖ（（２ｍ＋１）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ
＋１））Ｔ、Ｖ（２Ｔ）、Ｖ（（ｍ＋２）Ｔ）、Ｖ
（（２ｍ＋２）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ＋２））Ｔ、 ・ ・ ・ ・ Ｖ（ｍ−１Ｔ）、Ｖ（（２ｍ−１）Ｔ）、Ｖ（（３ｍ−
１）Ｔ）、Ｖ（（４ｍ−１））Ｔ、 を入力サンプリング値とし、上記検出回路よりｍ個の周
波数・減衰率及び振幅を検出し、更に、上記検出値の平
均をとりそれを出力値とする手段を設けた。
【０１１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、４個のサ
ンプリング値で非定常な交流電気量における周波数・減
衰率及び振幅を高速に検出可能とした他、広域電力系統
安定化装置の入力信号として使用できるという効果があ
る。
ンプリング値で非定常な交流電気量における周波数・減
衰率及び振幅を高速に検出可能とした他、広域電力系統
安定化装置の入力信号として使用できるという効果があ
る。
【図１】本発明に係る周波数検出装置の全体構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示した周波数検出装置における係数検出
回路の具体的構成を示すブロック図である。
回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した周波数検出装置における周波数検
出回路の具体的構成を示すブロック図である。
出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した周波数検出装置における減衰率検
出回路の具体的構成を示すブロック図である。
出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示した周波数検出装置における振幅検出
回路の具体的構成を示すブロック図である。
回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示した周波数検出装置における周波数検
出回路の他の実施例を示すブロック図である。
出回路の他の実施例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る周波数検出装置の他の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】本発明に係る周波数検出装置の他の実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１−１ 係数検出回路 ２−１ 周波数検出回路 ３−１ 減衰率検出回路 ４−１ 振幅検出回路 １ 乗算器 ２ 乗算器 ３ 乗算器 ４ 乗算器 ２３ 乗算器 ３３ 乗算器 ３４ 乗算器 ３４ 乗算器 ３８ 乗算器 ５ ２乗器 ６ ２乗器 １２ ２乗器 ２４ ２乗器 ２５ ２乗器 ７ 減算器 ８ 減算器 ９ 減算器 １０ 除算器 １１ 除算器 １７ 除算器 ４１ 除算器 １３ 定数乗算器 １５ 定数乗算器 １９ 定数乗算器 ２０ 定数乗算器 ２２ 定数乗算器 ２６ 定数乗算器 ２７ 定数乗算器 ２８ 定数乗算器 ２９ 定数乗算器 ３２ 定数乗算器 １４ 加算器 ３９ 加算器 １６ 平方根演算器 ４０ 平方根演算器 １８ 逆三角関数演算手段 ２１ 対数演算器 ３０ 指数演算器 ３１ 指数演算器 ３５ 三角関数演算手段 ３６ 三角関数演算手段
Claims (9)
- 【請求項１】 交流電気量を、一定の周期Ｔでサンプリ
ングするサンプリング手段と、 サンプリングされたアナログ量をディジタル値に変換す
るアナログ／ディジタル変換手段と、 該アナログ／ディジタル変換手段によりディジタル変換
されたサンプリング値に基づき演算処理して、交流電気
量の周波数、減衰率及び振幅を検出する演算処理手段と
を有することを特徴とする周波数検出装置。 - 【請求項２】 前記演算処理手段は、前記サンプリング
手段によりサンプリングされた交流電気量の第１から第
４までの４個のサンプリング値を入力とし、 第１及び第４のサンプリング値を乗算する第１の乗算器
と、 第２及び第３のサンプリング値を乗算する第２の乗算器
と、 第１及び第３のサンプリング値を乗算する第３の乗算器
と、 第２及び第４のサンプリング値を乗算する第４の乗算器
と、 第２のサンプリング値を２乗する第１の２乗器と、 第３のサンプリング値を２乗する第２の２乗器と、 第２の乗算器の出力から第１の乗算器の出力を減算する
第１の減算器と、 第１の２乗器の出力から第３の乗算器の出力を減算する
第２の減算器と、 第４の乗算器の出力から第２の２乗器の出力を減算する
第３の減算器と、 第１の減算器の出力を第２の減算器の出力で除算し、係
数ａ1を検出する第１の除算器と、 第３の減算器の出力を第２の減算器の出力で除算し、係
数ａ2を検出する第２の除算器とから構成された周波
数、減衰率を根とする代数方程式の係数を検出する係数
検出回路を有することを特徴とする請求項１に記載の周
波数検出装置。 - 【請求項３】 前記演算処理手段は、第１の除算器の出
力を２乗する第３の２乗器と、第２の除算器の出力を定
数倍する第１の定数乗算器と、 第３の２乗器の出力と第１の定数乗算器の出力を加算す
る第１の加算器と、 第１の加算器の出力を定数倍する第２の定数乗算器と、 第２の定数乗算器の出力の平方根を出力する第１の平方
根演算器と、 第１の平方根演算器の出力を第１の除算器の出力で除算
する第３の除算器と、 第３の除算器の出力の逆三角関数を出力する逆三角関数
演算手段と、 該逆三角関数演算手段の出力を定数倍し周波数を検出す
る第３の定数乗算器から構成された周波数検出回路を有
することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
載の周波数検出装置。 - 【請求項４】 前記演算処理手段は、 前記第２の除算器の出力を定数倍する第３の定数乗算器
と、 第３の定数乗算器の出力の対数を出力する対数演算手段
と、 該対数演算手段の出力を定数倍し減衰率を検出する第４
の定数乗算器から構成された減衰率検出回路を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の周波
数検出装置。 - 【請求項５】 前記演算処理手段は、 第１及び第２のサンプリング値を乗算する第５の乗算器
と、 第１のサンプリング値を２乗する第４の２乗器と、 第２のサンプリング値を２乗する第５の２乗器と、 前記第４の定数乗算器の出力を定数倍する第５、第６の
定数乗算器と、 前記第３の定数乗算器の出力を定数倍する第７の定数乗
算器と、 前記第５の乗算器の出力を定数倍する第８の定数乗算器
と、 前記第５、第６の定数乗算器の出力をそれぞれ指数演算
する第１、第２の指数演算器と、 前記第７の定数乗算器の出力を定数倍する第９の定数乗
算器と、 第８の定数乗算器の出力と第１の指数演算器の出力を乗
算する第６の乗算器と、 第４の２乗器の出力と第２の
指数演算器の出力を乗算する第７の乗算器と、 第９の定数乗算器の出力の三角関数演算を行なう第１、
第２の三角関数演算手段と、 第６の乗算器の出力と第１の三角関数演算手段の出力を
乗算する第８の乗算器と、 第２の指数演算器の出力と第２の三角関数演算手段の出
力を乗算する第９の乗算器と、 第５の２乗器の出力と第７の乗算器の出力と第８の乗算
器の出力とを加算する第２の加算器と、 第２の加算器の出力の平方根を出力する第２の平方根演
算器と、 第２の平方根演算器の出力を第９の乗算器の出力で除算
し交流電気量の振幅を検出する第４の除算器とから構成
された振幅検出回路を有することを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の周波数検出装置。 - 【請求項６】 交流電気量の検出周波数の高低に応じて
サンプリング周期Ｔを可変とすることで検出周波数にか
かわらず高精度検出を可能としたことを特徴とする請求
項１乃至５のいずれかに記載の周波数検出装置。 - 【請求項７】 前記サンプリング手段は、 交流電気量のサンプリングを行なう複数の異なるサンプ
リング周期を有するサンプラを有し、検出周波数の高低
に応じてサンプラを切り替えて使用することで検出精度
を高めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに
記載の周波数検出装置。 - 【請求項８】 前記サンプリング手段により得られる交
流電気量のサンプリング周期Ｔのｍ回毎（データ使用間
隔）のデータを複数用いて検出精度を高めると共に、サ
ンプリング周期Ｔ毎に順次、高速に周波数を検出するこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の周波
数検出装置。 - 【請求項９】 前記サンプリング手段により検出された
ｍ個の周波数の平均をとり、その平均値を検出周波数と
して出力することで耐ノイズ性を向上させることを特徴
とする請求項８に記載の周波数検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23672795A JPH0980090A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 周波数検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23672795A JPH0980090A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 周波数検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980090A true JPH0980090A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17004897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23672795A Pending JPH0980090A (ja) | 1995-09-14 | 1995-09-14 | 周波数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0980090A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139067A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力動揺検出装置および電力動揺検出方法 |
| CN104730317A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-24 | 武汉武新电气科技股份有限公司 | 一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路 |
| JP2018105635A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
-
1995
- 1995-09-14 JP JP23672795A patent/JPH0980090A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012139067A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力動揺検出装置および電力動揺検出方法 |
| CN104730317A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-06-24 | 武汉武新电气科技股份有限公司 | 一种用于高性能矢量变频器的输出电压和频率检测电路 |
| JP2018105635A (ja) * | 2016-12-22 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
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