[发明专利]电力系统中相量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术，尤其涉及一种电力系统中相量测量方法。

背景技术

在光伏并网发电系统中，相量值是一个重要的观测量，光伏并网发电系统安全自动装置需要实时测量其值，并根据其值的变化作出相应的控制措施。

现有技术中，电力系统中低频振荡条件下应用最广泛的相量测量方法主要是基于离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)获得相量值。

现有的傅里叶变换是研究整个时间域和频率域的关系。实际应用中不可能对无限长的信号进行测量和运算，而是取其有限的时间片段进行分析；由此，从采样信号中截取一个信号时间片段，然后用截取的信号时间片段进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，对无限长信号进行傅里叶变换获得相量值。

然而，实际的无限长的信号被截断以后，其频谱发生了畸变，原来集中在f(0)处的能量被分散到整个频带中去了，这种现象称之为频谱能量泄漏。

为解决现有技术中频谱能量泄漏的问题，现有技术中在对采用信号的傅里叶变换之前，对采样信号进行窗函数的处理，如采用矩形窗函数进行处理，进而将处理后的信号再进行傅里叶变换，得到相量值。

然而，该矩形窗出后的旁瓣较高，导致后续傅里叶变换中有较多的高频干扰，和频谱能量泄漏。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种电力系统中相量测量方法，用于解决现有技术中矩形窗和傅里叶变换中较多的高频干扰和频谱能量泄漏的问题。

本发明提供一种电力系统中相量测量方法，包括：

采用用于抑制负频率的复合窗对采样信号进行处理；

对所述复合窗处理后的采样信号进行傅里叶变换，得到相量值；

其中，所述复合窗处理后的采样信号中-48至-52HZ频率对应的旁瓣的幅值小于预设值。

可选地，所述采用用于抑制负频率的复合窗对采样信号进行处理，具体为：采用下述公式对采样信号进行处理；

w(n)＝w₀(n)sinc(n/N)

n＝-2N,.........,2N-1

其中，w₀(n)＝0.51327588+0.48672412cos(2πn/4N)，N为一个周期内的采样点数。

可选地，所述复合窗处理后的采样信号中-48至-52HZ频率对应的旁瓣的幅值的衰减范围大于125dB。

可选地，N＝64时，所述复合窗处理后的采样信号中-48至-52HZ频率对应的旁瓣的幅值的衰减值在160至250dB；

N＝128或32时，所述复合窗处理后的采样信号中-48至-52HZ频率对应的旁瓣的幅值的衰减值在130至150dB。

可选地，所述复合窗处理后的采样信号中-50HZ频率对应的旁瓣的幅值小于预设值。

由上述技术方案可知，本发明的电力系统中相量测量方法，采用用于抑制负频率的复合窗对采样信号进行处理；且复合窗处理后的采样信号中-48至-52HZ频率对应的旁瓣的幅值小于预设值，由此，对所述复合窗处理后的采样信号进行傅里叶变换，得到相量值，可解决现有技术中矩形窗和傅里叶变换中较多的高频干扰和频谱能量泄漏的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的电力系统中相量测量方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的电力系统中CSW法、RCW法和传统DFT估算的相量幅值的示意图；

图3为图2的部分放大示意图；

图4为图2中CSW法、RCW法和传统DFT估算的相量幅值测量误差示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

当前，采样信号中频谱的泄漏与窗函数频谱的两侧旁瓣有关，如果旁瓣高度越低，主瓣越集中，则频谱泄漏的越少，越接近于真实的频谱。

现有技术中，最常用的窗函数为矩形窗、汉宁(Hanning)窗、汉明(Hamming)窗、布莱克曼(Blackman)窗、升余弦窗(raised cosine window，简称RCW)等。

矩形窗的优点是主瓣比较集中，缺点是旁瓣较高，导致傅里叶变换中带进了高频干扰和泄漏。

当前，余弦窗表达式为下述的公式(1)：