[发明专利]一种基于DFT、多阶滤波和突变判据的同步相量计算方法

摘要

本发明涉及电力系统同步相量的计算方法技术领域，尤其涉及一种基于DFT、多阶滤波和突变判据的同步相量计算方法，具体是一种基于DFT、采用多阶数滤波、突变判据计算的同步相量计算方法。包括以下步骤：初始计算、频率计算、幅值与相位的计算、频率变化率的计算、信号突变判断算法以及算法测试。本发明通过突变判据的计算将幅值突变、相位突变与其它几种稳态或准稳态情况区别开来处理。通过多阶滤波器的设计，提升计算的精度，同时又具备一定的响应速度。能够满足频率偏移、谐波、幅值突变、相位突变、频率斜坡变化、幅值相位调制等多种情况下的对于相量的高精度测量，可用于同步相量装置的核心测量算法或其它需要计算相量的场合。

主权项

1.一种基于DFT、多阶滤波和突变判据的同步相量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.初始计算：对同步采样数据采用DFT算法，计算出待测信号的幅值x₁和相位φ₁；步骤2.频率计算：通过相邻时刻的相位差Δφ₁计算出待测信号频率f₁，通过三点滤波、定点数平均滤波、不定点数的平均滤波的多阶滤波器的组合，对计算得到的频率值进行滤波处理，能够得到待测信号的频率f_c；在这个过程中，还会得到一个中间计算值f₂，用于检测到波形发生突变时的相关计算；步骤3.幅值与相位的计算：稳态情况，采用频率f_c对同步采样数据进行再样，能够得到待测信号的幅值x_c和相位φ_c；暂态情况，采用f2对同步数据进行再采样，得到相位p3作为相位的计算值位φ_c；步骤4.频率变化率的计算：根据额定频率、频率偏移量、频率变化率和相位之间的关系，采用最小二乘法计算频率变化率f′；步骤5.信号突变判断算法：根据波形突变会导致DFT计算结果发生突变的原理设计了突变判据J，通过仿真计算得到突变阈值大小J_max；一旦J>J_max，则认为波形发生了突变；此时，改变突变计数值C的大小；算法流程进入突变状态，并修正计算结果；每次循环修正后C值减1，当C等于0时且J<J_max，认为待测信号再次趋于稳定，算法恢复至稳态测量状态；步骤6.算法测试。