[发明专利]次同步和超同步谐波相量的测量方法及测量装置

说明书

本发明公开了一种次同步和超同步谐波相量的测量方法及测量装置，其中，方法包括以下步骤：采集电气信号，以生成数字信号；对数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波；通过DFT或FFT计算进行谐波自适应检测，以获取初始频率；根据初始频率设计滤波器，以提取出各次同步谐波和/或超同步谐波；利用相量校正测量算法进行校正计算，以得到对应谐波的频率、幅值和相位；根据滤波器的增益与相移对相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。本发明实施例的测量方法可以准确测量次同步和超同步谐波的相量，从而能用于电力系统次同步谐振/振荡的广域动态监测、分析、控制及保护。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别涉及一种次同步和超同步谐波相量的测量方法及测量装置。

背景技术

相关技术中，现有的基于同步相量的电力系统动态监测装置和系统，如PMU(phasor measurement unit，相量测量单元)和WAMS(wide-area measurement system，广域测量系统)均不能满足次同步和超同步谐波的监测要求，原因在于：

1)现有PMU以测量基波相量为目标，但是未专门考虑次同步和超同步谐波的影响，而且为提高基波相量的测量精度，通常对其它分数次和整数次谐波要进行滤波，导致不能准确反应次同步和超同步谐波的动态；

2)当信号中除基波分量外还有次同步和超同步谐波时，现有PMU得到的基波相量会出现被次同步和超同步对应的互补频率调制的情况，虽然能够从基波相量中能够观测到次同步和超同步谐波的存在，但由于基波相量算法的特征，以及基波相量上传到监测中心(WAMS主站)的频率有限(在中国通常为50Hz、少数系统为100Hz)，导致次同步和超同步谐波被衰减或混叠，从而得不到准确的信息。

考虑上述情况，特别是新型可再生能源发电(风电、光伏)系统与电网相互作用引发的次同步谐振和振荡现象具有振荡频率随机网方式变化而变化的特性，亟需对次同步和超同步谐波相量进行准确测量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种次同步和超同步谐波相量的测量方法，该测量方法可以准确测量次同步和超同步谐波的相量，简单便捷。

本发明的另一个目的在于提出一种次同步和超同步谐波相量的测量装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种次同步和超同步谐波相量的测量方法，包括以下步骤：根据预设采样频率采集电力系统中电气信号，以通过模数转换生成数字信号；对所述数字信号进行滤波处理，以获取初始次同步谐波和/或超同步谐波；通过DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)或FFTFFT(Fast FourierTransformation，离散傅氏变换的快速算法)计算进行谐波自适应检测，以获取所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率；根据所述初始次同步谐波和/或超同步谐波的初始频率设计滤波器，以通过所述滤波器单独提取各次同步谐波和/或超同步谐波；通过基于DFT或FFT的相量校正测量算法对所述各次同步谐波和/或超同步谐波进行校正计算，以得到所述各次同步谐波和/或超同步谐波的频率、幅值和相位；以及根据滤波器的增益和相移对校正计算得到的各次同步谐波和/或超同步谐波相量进行幅值补偿和相位补偿，以获取所述各次同步谐波和/或超同步谐波的三相相量。