[发明专利]一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法

说明书

一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法，它涉及对三相电压不平衡跌落故障及三相电压相位突变故障检测应用技术领域，包括静止坐标系变换模块，基于零序同步坐标系的负序旋转变换模块及故障逻辑模块。本发明利用静止坐标系变换模块，得到三相采样电压信号的零序分量及两相正交分量；利用基于零序同步坐标的负序旋转变换模型，实现负序分量在零序同步坐标系下的旋转变换，获得反映三相电压不平衡跌落故障或三相电压相位突变故障的直流特征值；最后，由故障逻辑模块对直流特征值进行阈值判断及故障逻辑组合，实现三相电压不平衡跌落故障或三相电压相位突变故障的辨识及检测。

技术领域

本发明涉及一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法，涉及对三相电压不平衡跌落故障及三相电压相位突变故障检测应用技术领域，具体涉及一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法。

背景技术

为了确保电力电子变换器接入公共电网后不影响公共电网稳定性，各国要求这类设备必须具备电网故障穿越的能力。其中，三相电压不对称跌落故障及相位突变故障成为越来越多标准衡量电力电子逆变器故障穿越能力的核心。当前常见方法主要借助电压不对称跌落故障及相位突变故障的辨识或通过当前电压采样值与历史当前时刻电压采样值(亦可借助锁相环相位信息，虚拟当前电网压瞬时值)对比，当超过一定阈值，便视为故障发生，以此实时辨识故障；或通过计算电压有效值、借助旋转坐标轴变换方法，辨识电压不对称跌落故障，而该方法无法用于辨识电网电压相位突变故障。

上述方法或对硬件采样要求高，因而常常引发误判停机问题。然而，借助有效值计算的方法，且存在较大延时。上述原因使得传统三相电压不对称跌落故障及相位跳变故障辨识方法均存在一定局限性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明利用静止坐标系变换，得到三相电压采样信号的两相正交信号及零序信号。将零序分量构建同步旋转坐标变换矩阵，并与所提取的三相电压采样信号的负序分量进行同步旋转坐标变换运算，得到包含不平衡跌落故障及相位跳变故障的直流特征值。通过比较直流特征值与设定的特征值阈值及相关的组合逻辑，实现不平衡跌落故障及相位跳变故障的同步辨识。

为实现上述目的，一种同步坐标系下的三相不平衡跌落及相位突变检测方法如图1所示，它包括静止坐标系变换模块1，基于零序同步坐标的负序旋转变换模块2，故障逻辑模块3，本发明专利中所述静止坐标系变换模块1如图2所示，基于零序同步坐标的负序旋转变换模块2如图3所示，故障逻辑模块3如图4所示，所述三相到两相静止坐标系变换模块1输入三相电压采样信号(V_a、V_b、V_c)，得到两相正交分量(V_α、V_β)及零序分量V⁰；将两相正交分量(V_α、V_β)及零序分量V⁰输入所述基于零序同步坐标的负序旋转变换模块2，输出表征三相不平衡跌落故障及三相相位突变故障的直流特征值(V_D、V_F)；所述故障逻辑模块3输入特征值(V_D、V_F)，输出三相不平衡跌落故障信号F_D及三相相位跳变故障信号F_F。

所述静止坐标系变换模块1，包括三相到两相静止坐标系变换运算，所述三相静止坐标系到两相静止坐标系变换运算可得到三相电压采样信号(V_a、V_b、V_c)的两相正交分量(V_α、V_β)及零序分量V⁰。