[发明专利]电网的电压和电流信号的频率偏移情况下同步相量修正的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统分析和控制领域，具体涉及一种电网的电压和电流信号的频率偏移情况下同步相量修正的方法。

背景技术

电力系统的安全稳定状况历来受到人们的普遍重视，随着全球电力市场化的兴起，电网的安全稳定问题日益突出，这也导致近年来全世界大停电事故的发生频率和严重程度都有增加的趋势。为此，利用新的技术手段来加强电网的动态安全监控的需求迫在眉睫。近年来，广域测量系统的同步相量测量单元通过对电力系统各个节点的动态数据的同步采集，为电力系统在线应用中的分析和控制提供了数据源。

由于电网的频率是时刻波动的，尤其是在故障情况下，实际频率与理想基波频率的偏差有可能很大。故仅利用采集的数据进行离散傅里叶变换(DFT)，求得的信号幅值和相角误差很大，因此需对其进行一定的修正。目前有用锁相环PLL技术对频率进行跟踪，有用泰勒展开模型的同步相量估计算法，并对DFT算法进行修正，有提用自适应采样方法，消除非理想基波频率下的DFT算法产生的频率泄露造成的影响。以上方法都能取得较为理想的结果，并且能够很好地跟踪电网的频率。但是在正确跟踪电网频率后，对于DFT变换所造成的误差如何修正未给出具体方案。即使提出了相关的修正方案，但这种修正方案在Δf很小时，公式有可能出现0/0型，产生数据漂移。

发明内容

由于频率的偏移会导致DFT变换后的幅值和相移的失真，然而在频率跟踪之后，如何修正DFT带来的幅值和相角误差是关键问题。本发明的目的是提供一种推导出幅差公式，并利用泛函中的一致逼近法，将表达式进行合理的修正，并在幅相空间也用同样的方法进行了公式修正，最终给出了量化后的修正表达式频率偏移情况下同步相量修正的方法。

电网的电压和电流信号的频率偏移情况下同步相量修正的方法，其特征在于，具体步骤如下：

假设输入的电压或电流信号是理想的正弦波信号，仅含有基波分量。令基波的理想频率为f₀＝50Hz，对应的理想角频率为w₀，周期为T₀；由于电力系统的实际频率通常50Hz上下波动，故可以设基波的实际频率为f＝f₀+Δf，对应的实际角频率为w，周期为T，Δf表示实际频率与理想基波之间的偏移量。因此输入信号可表示为

x(t)＝U_msin(2πft+α₀)＝U_msin(2πf₀t+2πΔft+α₀)(1)

式中，U_m和α₀分别为输入正弦信号的幅值和初相角。

式(1)的傅里叶变换为：

a=2T∫0T0x(t)sin(wt)dtb=2T∫0T0x(t)cos(wt)dt---(2)]]>

其中w＝2πf＝2π(f₀+Δf)，将(1)带入(2)，可得：