[发明专利]一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法

摘要

本发明公开了一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，该方法主要步骤为第一，对电网连续电压电流信号进行离散采样，获得N点采样序列Yu(n)、Yi(n)；第二，应用窗函数构建加窗系数矩阵W，并处理Yu(n)、Yi(n)，获得加窗信号矩阵Ywu、Ywi；第三，利用泰勒公式和最小二乘法构建系数矩阵T；第四、通过系数矩阵T与加窗信号矩阵Ywu、Ywi，计算基于一阶泰勒展开的电压或电流计算结果矩阵g；第五，根据电压和电流计算结果矩阵g，计算电压电流基波相量最后得到有功功率结果P。该方法采用一阶泰勒展开、最小二乘法和加窗法建立矩阵计算模型，可快速测量电压和电流基波相量，减少谐波成分对基波有功功率测量的干扰，且精度高、计算简单。

主权项

一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对时域连续电网电压信号yu(t)和电流信号yi(t)以采样频率fs进行采样，根据采样定理fs应大于电压和电流信号谐波最高频率的2倍，经过采样后得到电压、电流的N点离散采样序列Yu(n)、Yi(n)，n＝0，1，2，…，N‑1，N为奇数；步骤二：选择窗函数，构建加窗系数矩阵W，应用加窗系数矩阵W对电压、电流信号Yu(n)、Yi(n)进行加窗处理，得到处理后的加窗信号矩阵Ywu＝WYu、Ywi＝WYi，加窗系数矩阵W是由窗函数构成的对角矩阵，表达式为：其中w为所选窗函数的时域表达式；步骤三：根据一阶泰勒展开模型，正弦信号y(t)可表示为：y(t)＝y(t0)+y′(t0)(t‑t0)，t0为参考时间点；根据最小二乘法，进行逆向求解，可构建系数矩阵T，系数矩阵T为：其各元素矩阵表达式为：子矩阵[D1]N为：子矩阵[D2]N‑1为：子矩阵[D3]N为：子矩阵[D4]N‑1为：其中r＝0，1，2，…，(N‑1)/2，l＝0，1；步骤四：根据系数矩阵T与加窗信号矩阵Ywu、Ywi，计算基于一阶泰勒展开的电压或电流计算结果矩阵g，计算公式为：g＝2(THWHWT)‑1THWHY，其中当Y用Ywu代入时，g表示电压计算结果矩阵，当Y用Ywi代入时，g表示电流计算结果矩阵；步骤五：根据电压和电流计算结果矩阵g，计算电压和电流的基波幅值和相位，得到电压和电流基波相量最后计算有功功率