[发明专利]一种同步相量采样误差的校正装置

说明书

本发明提供了一种同步相量采样误差的校正装置，包括基于SoPC的处理器系统及可编程逻辑控制器，处理器系统的双CPU中分别对应设置有采样误差计算模块与采样误差平滑模块，可编程逻辑控制器中设置有采样模块及相量计算模块，采样误差计算模块用于根据采样模块采集的数据及相量计算模块计算的数据计算采样误差，采样误差平滑模块用于根据采样误差计算平滑补偿因子，根据平滑补偿因子调整采样模块的参数。利用可编程片上系统内部的高速互联，实现对FPGA在采样中存在的采样误差进行实时平滑，可用于实现电力系统动态条件下的同步相量高精度测量和高速计算，有效的解决强波动电源‑强随机负荷场景下智能电网状态的快速、准确感知问题。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，特别涉及一种同步相量采样误差的校正装置。

背景技术

大规模分布式能源接入配电网，电动汽车充电负荷快速增长，用户供需互动日益频繁，使得配电网出现双向化、智能化、电力电子化等新特征，配电网的源、网、荷具有更强的时空不确定性，呈现出常态化的随机波动和间歇性，现有的同步相量测量技术难以解决强波动电源-强随机负荷场景下智能配电网状态快速、准确感知问题。

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)算法是应用最广泛的同步相量计算方法。在实际中，电力系统的频率并不是固定不变的，大规模分布式电源接入、负载失衡、系统故障等都会引起频率的变化。DFT算法在非工频频率下，会出现非同步采样误差即频谱泄露现象，使同步相量计算精度降低。

目前，有相关文献对非同步采样误差进行分析及从时域角度对非整周期采样的误差进行分析，实际应用中同步相量测量主要为整周期的同步采样。如公开号为“CN102902879A”名称为“一种基于FPGA硬件DFT递推的同步相量计算方法”提出，耗时较长的递推DFT运算由FPGA完成，但未涉及对采样误差的处理。

目前同步相量测量装置普遍采用DSP/CPU+FPGA的嵌入式系统，由于DSP或CPU与FPGA是两个相互独立的系统，受制于二者之间的通信瓶颈，无法进行实时传输。因此对FPGA在采样中存在的采样误差不能进行实时校正，造成同步相量测量误差的积累，限制了同步相量测量精度的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步相量采样误差的校正装置，用于解决现有技术中同步相量测量精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种同步相量采样误差的校正装置，包括基于SoPC的处理器系统及基于SoPC的可编程逻辑控制器，所述处理器系统的双CPU中分别对应设置有采样误差计算模块与采样误差平滑模块，所述可编程逻辑控制器中设置有采样模块及相量计算模块，所述采样误差计算模块用于根据所述采样模块采集的数据及相量计算模块计算的数据计算采样误差，所述采样误差平滑模块用于根据所述采样误差计算平滑补偿因子，根据所述平滑补偿因子调整所述采样模块的参数。

为了对数据进行滤波，所述可编程逻辑控制器中还设置有滤波模块，所述滤波模块用于对所述采样模块采集的数据进行滤波。

作为对滤波模块的进一步限定，所述滤波模块为FIR滤波模块。

作为对相量计算模块的进一步限定，所述相量计算模块为FFT相量计算模块。

进一步地，所述处理器系统与所述可编程逻辑控制器通过AXI互联系统连接。

作为对采样误差平滑模块的进一步限定，所述采样误差平滑模块采用滑动方差最小的方法计算所述平滑补偿因子。

进一步地，所述采样模块、滤波模块、相量计算模块对应设置有不同的IP。

本发明的有益效果是：