[发明专利]一种电力系统相量角度的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及相量角度的计算方法，更具体的说涉及一种电力系统相量角度的计算方法。

背景技术

电力系统的相量的角度是一个重要的观测量，电力系统的方向计算、阻抗计算、相序判断等需要实时测量其值，并根据其值的变化作出相应的控制措施。电力系统常用的角度计算方法，采用CPU提供的系统函数，包括反余弦、反正弦、反正切或反余切，但不管是以上哪种方法，计算时间依赖于CPU的运算速度，对于电力系统的自动化设备来说，使用于测控领域的CPU主频有限，针对实时性要求比较高的场合，需要设计一种简易的算法，解决计算花销与计算精度之间的矛盾，使其既能易于在电力系统测控装置上实现，又能满足工程上的误差要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电力系统相量角度的计算方法，可以解决计算花销和计算精度之间的矛盾，在同样的CPU中使用此算法，运算时间优于系统调用函数，精度可以根据查询表格的设计满足应用上的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电力系统相量角度的计算方法，包括：

（1）根据正切或余切值设计一个查询表格，将正切值从0开始按相同的步长增加至1，每一个步长值的通过反正切计算出来的结果按顺序形成查询表格的一个元素，元素的实际值根据需要计算的精度设计出小数位输出；

（2）根据相量的实部虚部，计算出正切值，若正切值大于1，则计算出余切值，并取绝对值，获得计算结果；

（3）调用查询表格数据，通过将角度或对应的弧度值在复数平面上分成八个区，根据八个区的特征获取实际的角度或弧度结果。

优选地，所述计算查询表格元素的公式为：

tbl[n]=arctg(B*n)*K，（0≤n，n≤(B+1)/B）；

其中tbl[]为查询表格，B为设定的步长，arctg(B*n)计算结果可以根据需要输出为角度或弧度值，K为表格计算精度，n为从0开始自然增长的整数。

优选地，所述根据相量的实部虚部，计算出正切值，若正切值大于1，则计算出余切值，并取绝对值，获得计算结果具体为：

令需要计算的相量值为R+jX，计算顺序及公式如下：

M=|R/X|*k，（|R|<|X|）；

M=|X/R|*k，（|R|>|X|）；

B=B*k；

temp=M/B，（temp取整）；

Ang_temp=tbl[temp]+(M-temp*B)*(tbl[temp+1]-tbl[temp])/B；

其中，Ang_temp为计算的角度或弧度结果，M为小于等于1的正切或余切值。

优选地，所述通过将角度或对应的弧度值在复数平面上分成八个区具体为：

1区：[0°,45°]或[0,^π/4]，此时R≥0，X≥0，|R|≥|X|；

2区：[45°,90°]或[^π/4,^π/2]，此时R≥0，X≥0，|R|≤|X|；

3区：[90°,135°]或[^π/2,3^π/4]，此时R≤0，X≥0，|R|≤|X|；

4区：[135°,180°]或[3^π/4,^π]，此时R≤0，X≥0，|R|≥|X|；

5区：[180°,225°]或[^π,5^π/4]，此时R≤0，X≤0，|R|≥|X|；

6区：[225°,270°]或[5^π/4,3^π/2]，此时R≤0，X≤0，|R|≤|X|；

7区：[270°,315°]或[3^π/2,7^π/4]，此时R≥0，X≤0，|R|≤|X|；

8区：[315°,360°]或[7^π/4,2^π]，此时R≥0，X≤0，|R|≥|X|。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开的电力系统相量角度的计算方法，适用于当前电力系统应用的所有CPU系统，使其不依赖于CPU的系统调用函数，在运算速度上大大优于调用系统函数的时间，无需进行复杂的计算就能得到相量的角度值，既能易于在电力系统测控装置上实现，又能满足工程上的误差要求，解决了计算花销与计算精度之间的矛盾。

附图说明