[发明专利]利用单相电压测量电气量频率的方法、测量系统

说明书

本发明涉及一种利用单相电压测量电气量频率的方法、测量系统，本方法包括：利用连续三个间隔为N/2个采样点的采样数据窗数据计算相应递推傅里叶相量，通过上述递推傅里叶相量建立以频率偏差值为参量的解析表达；以及利用上述三个递推傅里叶相量之间存在的固有几何位置关系，计算求得频率偏差值，进而获得信号实际频率；其中所述频率偏差值为信号实际频率与信号预设频率之差；本发明对于单相电气量使用递推傅里叶相量测频而言，可以消除因采样频率未跟踪于信号频率带来的傅里叶相量的“尾项”影响，取得精确的测频结果。

技术领域

本发明涉及一种利用单相电压测量电气量频率的方法、测量系统。

背景技术

对于交流电力系统，频率、幅值、相位的测量是广泛、常态化的需求。对于电力系统并网操作而言，是否具备合闸条件，其判断依据是建立在准确测量频率、幅值、相位的基础之上的。频率、幅值、相位测量的准确性欠佳，一方面可能造成自动装置误发合闸令，轻则产生巨大的冲击电流，对于在网运行设备造成损伤；重则产生系统振荡，使电网解列。另一方面，也可能因测量欠准确，造成错失合闸时间。有可能使两个系统无法并网，也有可能使得错失最佳时机，导致其后合闸所产生的冲击电流偏大。

就频率而言，其物理本质表征的是正弦量信号的周期，其可能受信号中的谐波、通道背景噪音等因素的影响。基于递推傅里叶变换相量的相角变化去测量频率是一种行之有效的克服谐波、背景噪音的方法，但是由于采样频率未跟踪于信号频率时，傅里叶相量中存在“尾项”的影响，因此虽然对于三相交流量的频率测量可以取得理论上精确的结果，对于单相交流量而言却存在固有误差。但是电力系统中却大量存在单相电气量接入的情况，如线路保护中用于重合闸的线路电压的接入。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用单相电压测量电气量频率的方法、测量系统，以使得对于单相电气量在使用递推傅里叶相量进行测频时，可以消除“尾项”的影响，取得精确的测频结果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用单相电压测量电气量频率的方法，包括：

利用连续三个间隔为N/2个采样点的采样数据窗数据计算相应递推傅里叶相量，并通过上述递推傅里叶相量建立以频率偏差值为参量的解析表达；以及

利用上述三个递推傅里叶相量之间存在的固有几何位置关系，计算求得频率偏差值，进而获得信号实际频率；其中

所述频率偏差值为信号实际频率与信号预设频率之差。

进一步，利用连续三个间隔为N/2个采样点的采样数据窗数据计算相应递推傅里叶相量的方法包括：

对于单相电气量，设有采样数据序列，即

x₀,x₁,x₂....x_N/2,x_N/2+1....x_N-1,x_N,x_N+1...x_3N/2-1...x_2N-1；

从上述采样数据序列中选取x₀,x₁,x₂....x_N-1，并通过递推的离散傅里叶变换计算得到递推傅里叶相量以及

从上述采样数据序列中选取x_N/2,x_N/2+1....x_3N/2-1，并通过递推的离散傅里叶变换计算得到递推傅里叶相量以及

从上述采样数据序列中选取x_N,x_N+1...x_2N-₁，并通过递推的离散傅里叶变换计算得到递推傅里叶相量