[发明专利]高速电压跌落检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子控制技术领域，尤其涉及一种高速电压跌落检测方法及系统。

背景技术

电压跌落以及电压短时中断的出现占所有电能质量问题的90%左右。Siemens公司研究了电压跌落(sag)对现代社会应用较广泛的电子类设备的影响，研究结表明电压跌落超过一个工频周期，即会对某些敏感负载带来重大影响。为解决电压跌落问题，研究人员设计了各种相关电能质量设备，如UPS、固态开关、动态电压补偿装置等。电压跌落检测算法的快速性对相关电能质量的设备的性能至关重要。

IEEE相关标准对电压跌落的定义为幅值标幺值在0.1～0.9之间，持续时间为半个周期至1分钟。电压跌落的幅值是针对工频分量的。常规的电压跌落检测算法由于检测工频分量的需要，必须使用滤波器，且截至频率较低(工频一般为50HZ)，从而导致检测输出延迟，检测速度受到影响。例如在工程中常用的三相改进派克变换电压跌落检测法对某些单相小幅跌落检测时间可达7ms。这对电能质量设备实现快速电压补偿是不利的。为了保证能在一个工频周波内识别并补偿电压跌落，要求系统的检测速度必须尽可能快。有鉴于此，有必要提出一种高速电压跌落检测方法及系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速电压跌落检测方法及系统。

本发明的一种高速电压跌落检测方法，所述方法包括：

S1、在T1时刻采样三相电压瞬时值U_x；

S2、同时预判和检测电压是否跌落，预判的时间小于检测的时间，其中预判电压是否跌落具体为：

S21、计算T1时刻相位为其中，T_s为系统工频周期，当前采样时刻T1与电压正向过零时刻T0时间间隔Δt为Δt=T1-T0；

S22、计算T1时刻电压瞬时值为其中，U_m为系统额定电压峰值；

S23、判断是否满足P_k为跌落预警阈值，若是，则预判为电压跌落，发出预警信号，若否，则预判为电压未跌落；

S3、根据检测结果判断预判结果是否准确，若预判为电压跌落，检测为电压跌落，则判定为预判准确；若预判为电压跌落，检测为电压未跌落，则判定为预判错误；若预判为电压未跌落，检测为电压跌落，则判定为预判错误；若预判为电压未跌落，检测为电压未跌落，则判定为预判准确。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中检测电压是否跌落采用的检测算法为基于单相电压检测法的三相电压跌落检测算法、或三相改进dq电压跌落检测算法、或小波变换电压跌落检测算法、或有效值检测法。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中设有电压跌落检测阈值，所述跌落预警阈值P_k小于电压跌落检测阈值。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1还包括：

对电压瞬时值U_x进行平滑处理，记录系统连续采样到的电压瞬时值为U_x1、U_x2…U_xi，i为平滑窗长度，从U_x1、U_x2…U_xi去掉最大值和最小值，并将其余瞬时值求和取平均得到U_x。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S22中电压正向过零时刻T0计算方法为：

设定负过零比较阈值-U₀，以及正过零比较阈值+U₀，负过零交点P的判断原则为：设当前采样值x_i与-U₀差为正，而上一个采样值x_i-1与-U₀差为负，记录负过零交点P的下标i，并开始寻找正过零交点Q；

寻找正过零交点Q的方法为以i为起点，向后考察N个瞬时采样值x_i+1、x_i+2…x_i+N，从中寻找正过零交点Q_j，设x_j∈[x_i+1,x_i+N]，若x_j与+U₀差为正，而上一个采样值x_j-1与+U₀差为负，则x_j为正过零交点Q_j；