[发明专利]一种微机自动准同期并列实现方法

摘要

本发明公开了一种微机自动准同期并列实现方法，该方法包括如下步骤。步骤1)采样获得发电机电压uG(t)和系统电压uX(t)的采样序列{uG(n)}和{uX(n)}；步骤2)对采样序列进行加离散矩形自卷积窗的短时傅里叶变换，实时检测发电机电压与系统电压的频率、幅值和相角；步骤3)计算并列两侧电压频率差、幅值差和相角差，进行同期条件检测和同期点预报。该微机自动准同期并列实现方法不需要对并列电压信号采取整周期采样，实现简单，计算量小，可以对频率在较大范围内变化的电压信号进行幅值、频率和相角的较精确测量，提高准同期并列操作的可靠性、准确性和快速性，减小并列操作对电网和电力设备的冲击，极具工程实用价值。

主权项

一种微机自动准同期并列实现方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设定采样周期为TS＝800Hz，对电力系统中并列断路器两侧电压u1(t)和系统电压u2(t)进行不间断采样，得到电压u1(t)和电压u2(t)的采样值序列{u1(n)}和{u2(n)}；步骤2：本步骤包括(1)估计电压u1(t)的频率、幅值和相角和(2)估计电压u2(t)的频率、幅值和相角；(1)采用改进的短时傅里叶变换通过采样序列值{u1(n)}估计电压u1(t)的频率、幅值和相角：首先，求{u1(n)}的短时傅里叶变换： U ( m , k ) = Σ n = 0 N - 1 u 1 ( n + k ) w ( n ) e - j 2 π N m ( n + k ) , k＝0，1，2，3L L；上式中，m取1到4之间的某个整数，N＝16m；w(n)为m阶离散矩形自卷积窗，它是通过将m个相同长度的矩形窗序列相互作m‑1次卷积，再在所得序列的前面加m/2个(m 2或4时)或(m‑1)/2个(m＝1或3时)0，在序列后面加(m‑2)/2个(m 2或4时)或(m‑1)/2个(m＝1或3时)0，得到的窗函数，该窗函数可以有效抑制谐波对电压参数测量的影响，m阶离散矩形自卷积窗的频谱特性为： W ( ω ) = sin m ( Nω / 2 m ) sin m ( ω / 2 ) e - j N 2 ω ( when m = 2 or 4 ) sin m ( Nω / 2 m ) sin m ( ω / 2 ) e - j N - 1 2 ω ( when m = 1 or 3 ) ; 然后，通过U(m，k)和U(m，k+1)计算电压的幅值U1、频率f1、相位角θ1： U 1 = 2 | U ( m , k ) | | W ( 2 πδ NT S ) | ; f 1 = ( m + δ ) NT S ; θ1＝φ(m，k)‑δπ；上式中，φ(m，k)＝arg[U(m，k)]；φ(m，k+1)＝arg[U(m，k+1)]； δ = N 2 π [ φ ( m , k + 1 ) - φ ( m , k ) ] - m ; (2)采用与估计电压u1(t)的频率、幅值和相角同样的方法通过采样序列值{u2(n)}获取并列断路器另一侧电压u2(t)的幅值U2、频率f2、相位角θ2；步骤3：计算电压u1(t)与u2(t)的频率差|f1‑f2|、幅值差|U1‑U2|及相角差|θ1‑θ2|，判断是否满足频率差和电压差并列条件；计算滑差、滑差变化率和越前相角，以捕捉同期点，并进行并列控制；若幅值差和频率差满足同期并列条件，且当前相角差Δθ＝θ1‑θ2与越前相角φset的差值小于某一差值设定值，即表明捕捉到同期点，发出并列合闸命令，并列操作结束；否则令k＝k+1，返回步骤2。