[发明专利]一种同步相量测量方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种同步相量测量方法及系统，包括：将目标电网的三相电压信号转换到αβ坐标系，获取两相电压信号；通过第一FIR‑P滤波器获取第一低频子分量的幅值，通过第二FIR‑P滤波器，获取第二低频子分量的幅值，根据第一低频子分量的幅值和第二低频子分量的幅值，获取三相电压信号的幅值和初始相位；根据初始相位和预设相位补偿信号，获取三相电压信号的相位；将初始相位输入到FIR‑F滤波器中，获取频率差，根据频率差和目标电网的频率的标称值，获取三相电压信号的频率；将频率差输入到FIR‑R滤波器中，获取三相电压信号的频率变化率。本方法在电网同时发生多种扰动和畸变进行同步相量测量，最大总矢量误差下降很多。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种同步相量测量方法及系统。

背景技术

相量测量单元(Phasor measurement unit，简称PMU)在电力系统动态安全监控中发挥着越来越重要的作用。PMU在广域测量系统中的应用受到同步相量测量算法(Synchrophasor measurement algorithm，简称SMA)的影响。为了避免可能发生的异常情况，精确的SMA对电力系统的监测和控制至关重要。

IEC/IEEE 60255-118-1定义了M类(Measurement class，简称M类)PMU和P类(Protect class，简称P类)PMU两种具有不同测量要求的PMU。SMA也可以相应地分为P类SMA和M类SMA，其中，P类SMA简称PSMA，M类SMA简称MSMA。MSMA主要用于监控应用，PSMA主要用于保护应用。与PSMA相比，MSMA需要更高的抗干扰能力。例如，MSMA需要带外干扰测试，而PSMA不需要。此外，MSMA还需要更严重的谐波失真和更宽的频域测试。因此，为了获得满意的抗干扰能力，需要对MSMA进行精心设计。

目前流行的MSMA包括基于离散傅里叶变换(Discrete FourierTransform，简称DFT)的方法、解调、卡尔曼滤波、最小二乘、小波变换、水平交叉、子空间算法、神经网络、牛顿算法、锁相环等。

为了规范MSMA的性能，在IEC/IEEE 60255-118-1中给出并规定了动态和畸变下的基准测试和测量精度要求。现有的大多数MSMA满足基准测试中的测量精度要求。然而，大多数的研究都集中在方法在单一类型干扰下的行为。然而，在实践中，干扰和畸变可能同时发生。例如，频率偏差、谐波失真、功率波动和带外干扰可能同时发生。在这些受力条件下，MSMA的测量精度对系统的监控至关重要。

因此，亟需一种能测量多种类型干扰下的同步相量测量方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种同步相量测量方法及系统。

本发明实施例提供一种同步相量测量方法，包括：

通过Clarke变换将目标电网的三相电压信号转换到αβ坐标系，获取两相电压信号；

通过Park变换将所述两相电压信号的基本相量转换为低频分量，所述低频分量包括第一低频子分量和第二低频子分量；

将所述第一低频子分量输入第一FIR-P滤波器，获取所述第一低频子分量的幅值，将所述第二低频子分量输入第二FIR-P滤波器，获取所述第二低频子分量的幅值，根据所述第一低频子分量的幅值和所述第二低频子分量的幅值，获取所述三相电压信号的幅值和所述三相电压信号的初始相位，所述第一FIR-P滤波器和所述第二FIR-P滤波器为基于加权最小二乘法设计的、用于相位测量的有限脉冲响应滤波器；

根据所述初始相位和预设相位补偿信号，获取所述三相电压信号的相位；

将所述初始相位输入到FIR-F滤波器中，获取频率差，根据所述频率差和所述目标电网的频率的标称值，获取所述三相电压信号的频率，所述FIR-F滤波器为基于最小二乘法设计的、用于频率测量的有限脉冲响应滤波器；