[发明专利]一种配网电压检测算法

说明书

本发明提供了一种配网电压检测算法，具体包括如下步骤：将三相电压U_a、U_b、U_c从abc坐标系变换到dq0坐标系；假设A相基波电压的有效值为U₀，基波电压的初相角为n次谐波电压的有效值为U_n，n次谐波电压的初相角为经dq变换后，电压基波正序分量被转换为直流分量，进而得出基波电压的有效值和初相角。本发明将电压dq变换检测算法将三相电压U_a、U_b、U_c从abc坐标系变换到dq0坐标系，只要提取出dq0坐标系下的电压直流分量，就可以得到系统中的电压基波正序分量，计算过程不受系统中电压谐波分量的影响，能够快速无延时地检测出系统电压值。

技术领域

本发明属于电压检测技术领域，特别涉及一种配网电压检测算法。

背景技术

配网电压偏低对供电系统的安全、经济运行的影响主要有以下几个方面：1)增大线路损耗。当输送一定功率电能时，配网电压降低，则电流相应增大，从而会引起线路损耗增大。2)降低电力系统的稳定性。由于配网电压降低，从而降低了线路输送功率极限，因而降低了电力系统的稳定性，电压过低可能发生电压崩溃事故。3)发电机出力降低。如果配网电压降低超过5％时，则发电机出力也要相应降低，同时所对应的输送电设备能力也会降低。

配网电压偏高对供电系统的安全、经济运行的影响主要有以下几个方面：1)变压器发热严重。变压器正常电压不得超过额定电压的5％，电压过高会使铁芯产生过励磁并使铁芯严重饱和，铁芯及其金属夹件因漏磁增大而产生高温，严重时将损坏变压器绝缘并使构件局部变形，缩短变压器的使用寿命。2)损坏用电设备。电力系统中的所有用电设备都有耐压值，当电压长期偏高时，用电设备发热严重，绝缘受到损坏，严重情况下还会损坏用电设备，造成设备无法正常工作。

因此，我们需要对配网电压进行动态实时调节，而配网电压检测是配网电压动态调节的基础。

发明内容

本发明将电压dq变换检测算法将三相电压U_a、U_b、U_c从abc坐标系变换到dq0坐标系，只要提取出dq0坐标系下的电压直流分量，就可以得到系统中的电压基波正序分量，计算过程不受系统中电压谐波分量的影响，能够快速无延时地检测出系统电压值。

本发明具体为一种配网电压检测算法，所述配网电压检测算法具体包括如下步骤：

步骤(1)、传统的abc三相坐标系在空间上是静止的，dq0变换是将静止的三相坐标转换到dq0坐标系下，该坐标系相对于发电机是同步旋转的，在abc坐标下按正弦规律变化的量通过dq变换能够得到相对dq0坐标静止的量，为方便瞬时性分析，将三相电压Ua、Ub、Uc从abc坐标系变换到dq0坐标系，两者的变换关系为：

式中：

其中，Cdq代表变换矩阵，sinωt为A相电压正序基波分量的正弦信号，cosωt为A相电压正序基波分量的余弦信号；

步骤(2)、假设A相基波电压的有效值为U0，三相电压为理想电压，即三相电压的值为：

步骤(3)、将步骤2中的三相理想电压代入步骤1中的dq0变换式，得到简化后的dq0变换电压值：

步骤(4)、由上式得出三相理想电压值经dq变换后得到一直流分量，其值为相电压有效值的倍，但在实际工作中，电网电压不是理想的正弦量，会受到不同程度的扰动，因此假设A相基波电压的有效值为U0，基波电压的初相角为n次谐波电压的有效值为Un，n次谐波电压的初相角为则三相电压表示为：