[发明专利]一种基于信号识别的自适应同步相量测量方法

权利要求书

1.一种基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、建立动态相量模型，并用二阶泰勒级数模拟相量幅值、相角、频率与频率变化率的动态变化；

步骤2、利用所建立的动态相量模型，得到相量模型参数在电力系统典型静动态过程中的行为规律；

步骤3、根据所得到的相量模型参数的行为规律，进行信号类型识别，识别出电力信号的瞬变、不含噪声的静态、含噪声的静态与动态过程；

步骤4、针对识别出的电力信号的瞬变、不含噪声的静态、含噪声的静态与动态过程，分别进行瞬变前后计算时间窗的自适应构建、噪声抑制以及动态相量补偿；

其中，在所述步骤2中，所得到的相量模型参数在电力系统典型静动态过程中的行为规律具体为：

当输入信号为不含噪声的静态信号时，其相量幅值、相角、频率与频率变化率的一次、二次系数为0；

当输入信号为包含噪声的静态信号时，其相量幅值、相角、频率与频率变化率的一次系数、二次系数均会在0附近发生无规律的跳变，且表征大小与噪声大小有关；

当输入信号为调制信号时，其相量幅值、相角、频率与频率变化率的一次系数、二次系数在一段时间内不会同时反复过零点；

当输入信号失步时，通过判断频率的一次系数在一段时间内是否多次过非零的固定值，且频率的二次系数是否均多次过零点，由此来判断该信号是否失步；

当输入信号瞬变时，则初始相量拟合的频率变化率的一次系数的最大值是突变前的2.5倍。

2.根据权利要求1所述基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，在所述步骤1中，所建立的动态相量模型用公式表示为：

其中，x(t)是信号采样值，X_m(t)是相量幅值，f(t)是信号频率，是相量初相角，f₀是额定频率，Δf(t)是频率偏移；

在上述模型中，相量幅值、相角、频率与频率变化率在计算时间窗内都随时间t变化而变化。

3.根据权利要求1所述基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，所述电力系统典型静动态过程包括：

瞬变过程，具体为突变或阶跃；

不含噪声的静态过程；

包含噪声的静态过程；

动态过程，具体为调制和失步。

4.根据权利要求1所述基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，在所述步骤4中，针对电力信号的动态过程所进行的动态相量补偿具体为：

利用二阶泰勒级数对动态相量输入进行拟合，获得DFT平均化效应造成的量测误差与泰勒级数二阶系数的线性关系；

利用所获得的关系对初始量测相量进行校准，以进行动态精度补偿，得到精确的动态量测相量，消除平均化效应产生的误差。

5.根据权利要求1所述基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，在所述步骤4中，针对电力信号含噪声的静态过程所进行的噪声抑制具体为：

若判断含噪声的静态信号未发生阶跃，且该静态信号的幅值、频率和频率变化率未经过动态精度补偿，则对该静态信号的幅值、频率和频率变化率进行求平均并赋值，以减小白噪声导致的幅值、频率和频率变化率计算误差。

6.根据权利要求1所述基于信号识别的自适应同步相量测量方法，其特征在于，在所述步骤4中，针对电力信号瞬变的过程所进行的瞬变前后计算时间窗的自适应构建具体为：

对包含突变点的时间窗进行重新构建，对于时标在突变点之前的相量，均使用突变前的量测相量；对于时标在突变点之后的相量，均使用突变后的量测相量。