[发明专利]一种计算电网功率的方法

权利要求书

1.一种计算电网功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：针对选定的电网，在电压原始采样点以及与电压同一时间点的电流原始采样点处对电压和电流采样数据；

步骤S2：对采样的电压和电流数据进行变换处理，得到各频次的值的实部及虚部；

步骤S3：通过得到的实部及虚部获得第一参数；

步骤S4：基于第一参数获得与相角有关的第二参数，并根据电网功率频域方法获得实部、虚部的功率角参数；

步骤S5：获得电网的功率有功值和功率无功值。

2.根据权利要求1所述的计算电网功率的方法，其中该方法进一步包括：

步骤S6：将获得的电网的功率有功值和功率无功值进行输出并显示。

3.根据权利要求2所述的计算电网功率的方法，其中：

步骤S2中对采样的电压和电流数据进行的变换处理为反傅里叶变换。

4.根据权利要求2所述的计算电网功率的方法，其中：

步骤S2中对采样的电压和电流数据进行的变换处理为快速傅里叶变换。

5.根据权利要求3或4所述的计算电网功率的方法，其中：

步骤S3中的第一参数包括对应的幅值及相角。

6.根据权利要求5所述的计算电网功率的方法，其中：

步骤S4中的第二参数包括利用实部和虚部生成的针对相角的正弦值和余弦值。

7.根据权利要求6所述的计算电网功率的方法，其中：

步骤S4中的功率角参数包括功率角的正弦值和余弦值。

8.根据权利要求7所述的计算电网功率的方法，其中：

在步骤S4中，获得与相角有关的第二参数包括：对于某频次的电压或电流自身而言，获取其实部、虚部与自身相角θ间的以下关系，参见式(2)所示：

根据功率频域方法获得实部、虚部的功率角参数包括：采用式(3)对功率角的正弦、余弦值进行分解：

在步骤S5中，获得电网的功率有功值和功率无功值进一步包括：将式(2)带入式(3)中，得到用实部、虚部表示的功率角的正弦、余弦值，如式(4)所示：

对于电压、电流自身的有效值，采用实部、虚部来表示，如式(5)所示：

结合式(4)和式(5)，得到第i次谐波对应的功率值采用电压、电流的实部、虚部得到的计算式，如式(6)所示：

得到第i次谐波的功率值之后，将基波及谐波对应的功率值累加即可得到功率频域值，即将式(6)带入式(7)，进而得到式(8)，获得电网的有功功率、无功功率，即本发明的改进后的用于计算电网功率的频域法。

其中U_i表示电压有效值，I_i表示电流有效值，表示功率角，i表示基于电网工频的谐波次数，n表示参与功率计算的最高次谐波次数。

其中R_ui表示第i次谐波电压的实部，I_ui表示第i次谐波电压的虚部，R_ii表示第i次谐波电流的实部，I_ii表示第i次谐波电流的虚部。

9.一种计算电网功率的方法在智能变电站中的应用，其中所述计算电网功率的方法为根据权利要求8所述的计算电网功率的方法。

10.一种智能变电站中的系统，用于计算电网功率，其中该系统包括采样模块，变换模块，处理模块，存储模块，显示模块；

其中所述采样模块被配置成：针对选定的电网，在电压原始采样点以及与电压同一时间点的电流原始采样点处对电压和电流采样数据；

所述变换模块被配置成：对采样的电压和电流数据进行变换处理，得到各频次的值的实部及虚部；

所述处理模块被配置成：通过得到的实部、虚部获得第一参数；基于第一参数获得与相角有关的第二参数，并根据功率频域方法获得实部、虚部的功率角参数；获得电网的功率有功值和功率无功值；

其中该处理模块被进一步配制成：通过对电压、电流采样数据进行变换，从而得到各频次的值的实部及虚部；通过得到的各频次的值的实部、虚部而计算出对应的幅值及相角；获得与相角有关的第二参数包括：对于某频次的电压或电流自身而言，获取其实部、虚部与自身相角θ间的以下关系，参见式(2)所示：

根据功率频域方法获得实部、虚部的功率角参数包括：采用式(3)对功率角的正弦、余弦值进行分解：

获得电网的功率有功值和功率无功值进一步包括：将式(2)带入式(3)中，得到用实部、虚部表示的功率角的正弦、余弦值，如式(4)所示：

对于电压、电流自身的有效值，采用实部、虚部来表示，如式(5)所示：

结合式(4)和式(5)，得到第i次谐波对应的功率值采用电压、电流的实部、虚部得到的计算式，如式(6)所示：

得到第i次谐波的功率值之后，将基波及谐波对应的功率值累加即可得到功率频域值，即将式(6)带入式(7)，进而得到式(8)，获得电网的有功功率、无功功率，即本发明的改进后的用于计算电网功率的频域法；

其中U_i表示电压有效值，I_i表示电流有效值，表示功率角，i表示基于电网工频的谐波次数，n表示参与功率计算的最高次谐波次数；

其中R_ui表示第i次谐波电压的实部，I_ui表示第i次谐波电压的虚部，R_ii表示第i次谐波电流的实部，I_ii表示第i次谐波电流的虚部；

所述存储模块被配置成存储电压和电流采样数据，各频次的值的实部及虚部，通过得到的实部、虚部而获得的第一参数，基于第一参数而获得的与相角有关的第二参数，根据功率频域方法而获得实部、虚部的功率角参数，获得的电网的功率有功值和功率无功值；以及

所述显示模块被配置成：将获得的电网的功率有功值和功率无功值进行输出并显示。