[发明专利]基于频域动态模型的电力信号同步相量测量方法

权利要求书

1.基于频域动态模型的电力信号同步相量测量方法，其步骤为：

A、数据采集与预估计处理

电网中的电压互感器或电流互感器测量电网的电压或电流信号，采集电压或电流信号得到电网的电力信号离散序列x(n)，其中n为采样时刻；数字信号处理器对电力信号离散序列x(n)进行加窗傅里叶变换，得到偏移50Hz基波ω弧度的2L+1个相量测量预估计值X(ω)，其中ω＝l·Δω，l＝0，±1，±2，…，±L，Δω为相邻相量预估计值的弧度差；

B、修正相量预估计值

数字信号处理器对得到的2L+1个相量测量预估计值X(ω)，用基于频域的动态模型进行同步相量测量得到相量预估计值的修正值，再经过相移运算，即得到当前时刻t_rep电网的电力信号的相量值

2.如权利1所述的基于频域动态模型的电力信号同步相量测量方法，其特征在于：所述的步骤B中的基于频域的动态模型用以下方法建立：

(B1)数字信号处理器利用泰勒级数近似表示低频带限相量a(t)， 其中，t为当前时刻t_rep与基准时刻t_m的差，基准时刻t_m为加窗傅里叶变换的数据窗中心时刻，a^(k)为低频带限相量a(t)的k阶导数，△为泰勒级数的误差，K＝2L为泰勒级数的最高阶次；

(B2)将B1步的低频带限相量a(t)与常量旋转相量相乘，得到电力信号相量X(t)的模型X′(t)，其实部即为电力系统动态信号x(t)的模型x′(t)，其中，e为自然对数的底，j为虚数单位，f₀＝50为信号的基波频率，Re表示取相量实部；

然后利用欧拉公式，对电力系统动态信号x(t)进行离散化处理，得到电力信号离散序列x(n)的泰勒级数形式的数学模型x′(n)： 其中，ω₀＝2πf₀/f_s，ω₀为采样角频率，f_s为采样频率；α^(k)为a^(k)离散化值，α^(k)＝a^(k)/f_s^k；

(B3)将电力信号离散序列x(n)的数学模型x′(n)进行加窗傅里叶变换，利用偏移50Hz基波ω弧度的分量，得到偏移50Hz基波ω弧度的2L+1个相量测量预估计值X(ω)的数学模型X′(ω)：

其中，N为加窗傅里叶变换的数据窗中的数据个数。

3.如权利要求2所述的基于频域动态模型的电力信号同步相量测量方法，其特征在于：所述的步骤B中用基于频域的动态模型进行同步相量测量得到相量预估计值的修正值的具体方法为：

(B4)数字信号处理器将步骤A中得到的2L+1个相量估计值X(ω)分别代入相量测量预估计值X(ω)的数学模型X′(ω)中，得到2L+1个含未知量α^(k)的方程，将这些方程联立组成方程组；计算出α的各阶导数α^(k)，而算出低频带限相量a(t)在基准时刻t_m的各阶导数值a^(k)(t_m)。

4.如权利要求2所述的基于频域动态模型的电力信号同步相量测量方法，其特征在于：所述的步骤B中相移运算的具体方法是：

(B5)当前时刻t_rep由数字信号处理器从GPS系统中获得，将当前时刻t_rep与基准时刻t_m的差t代入B2步中电力系统电力信号相量X(t)的模型X′(t)中，同时将B4步得到的基准时刻t_m的a(t)的各阶导数a^(k)(t_m)，代入B2步中电力系统电 力信号相量X(t)的模型X′(t)中，即得到当前时刻t_rep电网的电力信号的相量值