[发明专利]一种保护装置中实时频率的测量方法

说明书

本发明公开一种保护装置中实时频率的测量方法，包括以下步骤：步骤1）、对被测电信号的整周波进行固定间隔采样；步骤2）、得到计算公式；步骤3）、进行N/2点数累加上述公式后半部分的值；步骤4）、推算得到角频率偏差；步骤5）、由角频率偏差计算得到实时角频率，转换后得到被测电信号的实时频率。本发明的实时频率测量方法是利用工频信号正弦波形特征，通过固定间隔采样值，进行曲线拟合累加，在固定工频基础上推导出频差，从而得出实际频率值，本发明的测量方法用较少的采样点数就可算出实际频率值，且中间没有较为复杂的运算逻辑，实现起来简单高效。实际应用中测频精度完全满足电力系统继电保护和测量的需要。

技术领域

本发明涉及电力系统参数测量技术领域，具体涉及一种保护装置中实时频率的测量方法。

背景技术

频率是电力系统的主要性能参数，国际上曾多次发生频率崩溃导致的大面积停电事故。电力系统功率不足将导致频率下降，通过自动发电系统来启动旋转备，使电力系统频率恢复正常。频率严重不足时，低频减负荷装置切除部分次要负荷，保持系统频率和对重要用户的供电。实施这些措施的前提是相应设备和装置能准确测量到系统的实时频率。系统实时频率是同步相量测量装置的主要参数，是系统稳定性判别和控制决策的依据之一。另外，系统发生异常或故障时，继电保护装置根据实时频率可以准确计算相关的电气量参数，如序分量、故障分量和阻抗等。

频率的测量主要分为硬件测量和软件测量，硬件测量频率一般由过零比较电路、方波形成电路和计数器构成，简单、方便，但需要增加硬件电路，不但增加硬件成本而且易受干扰。软件测频包括基于插值的cross算法、最小二乘方法、递推富氏算法、全波富氏算法、卡尔曼滤波算法等，但都存在这样那样的不足与缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护装置中实时频率的测量方法，较少的采样点数就可算出实际频率值，且中间没有较为复杂的运算逻辑，实现起来简单高效。

本发明实现上述技术目的采用的技术方案是：一种保护装置中实时频率的测量方法，包括以下步骤：

步骤1）、对被测电信号的整周波进行固定间隔采样，每周波采样点数N，采样间隔T，得到被测电信号的固定间隔采样值{U0，U1，……，UN-1，UN，……，U2N-1，U2N，U2N+1，……｝；

步骤2）、定义工频信号为以下表示方式：

；

其中，S为幅值，w为角频率，△w角频率偏差，w0固定波角频率，为初始相角；

将采样点前推k个点求和得：

；

上述公式变化后，得到：

；

取k=N/2，N为固定周波采样总点数，可得到：

；

将w = w0 + △w代入上式，左侧

;

因w0 =2π/NT可知 ；

最终左侧：；

即得到

；

等同于：

；

因为固定值，两边采样点求和叠加，最终得到：

；