[发明专利]一种基于多频率-泰勒动态模型的同步相量测量方法

权利要求书

1.一种基于多频率-泰勒动态模型的同步相量测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：对采集的数据进行预处理获取参考时刻的STFT初步估计值X(l_m)；

步骤2：将合成后的多个频率分布在基频附近的间谐波分量定义为子相量，并将每个子相量通过泰勒级数进行展开组成泰勒导数矩阵A，完成构建多频率-泰勒动态模型；

步骤3：判断是否有参考时刻前对应报告时刻的相量最终估计值,若有，则将其作为迭代计算的频率值进行跟踪估计获取预估计基频；若无，则将设定的频率初值作为预估计基频；根据预估计基频构建离线矩阵C和离线矩阵D；

步骤4：将STFT初步估计值X(l_m)、离线矩阵C和离线矩阵D输入多频率-泰勒动态模型求解泰勒导数矩阵A后，并通过相移运算输出报告时刻的相量最终估计值。

2.根据权利要求1所述的一种基于多频率-泰勒动态模型的同步相量测量方法，其特征在于：所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：将动态条件下的基波相量X(t)分解为若干个频率分散在基频附近的子相量成分P_i(t)：

其中，P_i(t)表示构成基波相量的若干个子相量成分，i表示P_i(t)的编号，也表示集合U中每个元素的编号，|U|表示构成基波相量的子相量总个数，u表示子相量编号i的最大值。

步骤2.2：将动态条件下的子相量成分P_i(t)定义为低频带限相量a_i(t)和一个旋转矢量将旋转矢量中的旋转频率f_i分布到基波信号的真实频率附近，获取基波相量的表达式：

f_i＝f₀+iΔf

其中，f_i表示第i个子相量的旋转频率，f₀表示预估计基频，初值为50Hz，Δf表示两个相邻子相量间的频率间隔，且满足Δf＝f_real，取值为1Hz；

步骤2.3：因动态条件下子相量P_i(t)的幅值和相角发生动态变化，将每个子相量的低频带限相量a_i(t)在短时间内进行泰勒展开，获取基波信号的离散化模型：

其中，K表示泰勒系数的最高阶次，α^(k)为a(t)在t时刻的第k阶泰勒系数，Δ表示总的泰勒近似误差，n＝t·f_s，α_i^(k)＝a_i^(k)/(f_s)^k，ω₀＝2πf₀/f_s，Δω＝2πΔf/f_s，“*”表示共轭计算，f_s表示采样系统的采样频率；

步骤2.4：基于基波信号的离散化模型，利用离散傅里叶变换滤波器以t_ref为算法输出结果的参考时刻，采用窗函数序列h(n)对采样信号序列x(n)进行相量的STFT初步估计：

其中，ω＝2πf/f_s表示电力系统的额定频率，N表示数据窗h(n)的长度，m表示数据窗的序号，t_m表示第m个数据窗中心位置对应的时刻，l_m＝(t_m-t_ref)·f_s表示t_ref与t_m之间的时间间隔。