[发明专利]一种交流单相电压幅值的解算方法及装置

说明书

本发明涉及一种交流单相电压幅值的解算方法及装置，在上一周期的解算频率下，求解该解算频率对应解算周期下的低频量的平均值，得到当前周期的压差；所述低频量为采集的交流单相电压和上一周期解算余弦量的乘积；根据当前周期的压差，得到当前周期的角速度；将所述当前周期的角速度进行积分，得到当前周期的解算相位；求当前周期的解算相位的余弦值，得到当前周期的解算余弦量；根据所述当前周期的角速度，得到当前周期的解算频率；根据当前周期的解算相位，提取采集的交流单相电压的正半周期峰值的幅值和负半周期峰值的幅值，并求取两者绝对值的平均值，该平均值为当前周期的解算幅值。本发明能够准确获取交流单相电压的幅值。

技术领域

本发明属于继电保护技术领域，具体涉及一种交流单相电压幅值的解算方法及装置。

背景技术

随着科技的发展，电力在生活及生产的作用中日益突显。若能够准确、快速求解单相交流电压的频率、相位、正交向量，将大大提升电网运行控制的性能。

目前常采用锁相环技术来获得电网电压的幅值、频率和相位。现有的锁相环技术，主要有以下两种：

一种是通过构造电网电压信号的虚拟正交波形，通过旋转坐标变换将交流信号转换为直流信号进行控制。傅里叶变换则是根据函数由不同频率的正弦函数的叠加的原理，求取基波函数的过程。该方法基于理想单相交流电压模型，在输入的信号存在谐波干扰和直流偏移时就无法获得准确的频率、相位及正交信号信息。

一种是对单相交流电压信号直接进行锁相的，例如基于卡尔曼滤波的锁相环技术，传输延时锁相环技术，增强型锁相环技术，基于全通滤波器的锁相环技术等。

例如，授权公告号为CN103558436B的专利公开了一种基于单相锁相环算法的检测电网电压幅值、频率和相角的方法，该方法基于锁相环技术来对单相电压进行求解，在锁相环的输入侧加入延时移相环节，来消除直流偏移和奇次谐波。但是，该方法在计算需要数据多解算，时延较长，不能满足现在智能设备快捷的判断要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种交流单相电压幅值的解算方法及装置，用以解决现有技术的方法解算复杂、速度慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种交流单相电压幅值的解算方法，包括如下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

在上一周期的解算频率下，求解该解算频率对应解算周期下的低频量的平均值，得到当前周期的压差；所述低频量为采集的交流单相电压和上一周期解算余弦量的乘积；

根据当前周期的压差，得到当前周期的角速度；

将所述当前周期的角速度进行积分，得到当前周期的解算相位；

求当前周期的解算相位的余弦值，得到当前周期的解算余弦量；

根据所述当前周期的角速度，得到当前周期的解算频率；

根据当前周期的解算相位，提取采集的交流单相电压的正半周期峰值的幅值和负半周期峰值的幅值，并求取两者绝对值的平均值，该平均值为当前周期的解算幅值。

方法方案二，在方法方案一的基础上，解算频率的初值为50Hz，解算余弦量的初值为1。

方法方案三，在方法方案一的基础上，采集的交流单相电压的正半周期峰值的幅值对应的相位为：为采样间隔值。

方法方案四，在方法方案一的基础上，采集的交流单相电压的负半周期峰值的幅值对应的相位为：为采样间隔值。

方法方案五，在方法方案三或方法方案四的基础上，所述采样间隔值为：为采样间隔值，T为周期，a为步长。