[发明专利]一种电力系统测频方法及系统

说明书

本发明涉及一种电力系统测频方法及系统，该方法首先对电力系统的采样信号进行低通滤波，消除其中的高频干扰信号；然后将得到的低频信号进行正弦傅氏计算，得到相差1/m周波的三个时刻的相量，以消除低频谐波的影响，其中m≥3；最后，根据相量测频的方法得到电力系统的实时频率。本发明对电力系统的低频信号进行处理，并用正弦傅氏消除低频谐波的影响，使得计算得到的电力系统的频率结果更加精确，相对于现有技术中使用的方法，不需要大量的迭代工作，计算方法较为简单，而且可靠，易于推广，具有较强的实际应用价值。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护和控制测量技术领域，具体涉及一种电力系统测频方法及系统。

背景技术

“频率”概念源于对周期性变化的事物的经典物理学定义，由于电力系统中很多物理变量具有周期性特性，故这一概念在电业技术中得到广泛的应用。电力系统频率一方面作为衡量电能质量的指标，需加以动态监测；另一方面，作为实施安全稳定控制的重要状态反馈量，要求能够实时重构。因此，准确测频对电力系统的稳定安全运行具有重要的意义。

测频的实质是信号观测模型的动态参数识别问题，即输入真实系统物理信号，利用信号处理和数值分析方法实现对预定模型参数的较好估计。取得的信号含有频率不停变化的基波、丰富的谐波、非周期分量和噪声成分。要准确测得基波频率，需要一定硬件(例如滤波器、DSP等)和相应的软件。算法是频率测量的核心环节，一般包含三个步骤：信号预处理、频率测量和结果再处理。其中信号预处理和结果再处理是辅助计算，为频率测量服务，能优化测量性能，达到实际应用的目的。

目前常用的测频方法很多，例如：过零点测频，相量测频，最小二乘法测频等。在频率偏移时，系统波形较纯净情况下，上述测频方法均能获得较好的测频效果。但随着直流输电和新能源的大规模建设，电网中的谐波源越来越多，电力系统含有谐波的情况也越来越普遍，上述方法的测量结果将出现不同程度的误差，甚至错误，所以抗谐波测频方法的研究成为亟待解决的问题。

2008年12月10日的《电力系统自动化》记载了一篇作者为牟龙华、邢锦磊的名称为“基于傅里叶变换的精确频率测量算法”的论文，公开了一种基于傅里叶变换的频率测量方法，该方法使用相量测频迭代以提高抗谐波的能力，虽然得到了较好的效果，但迭代计算量较大，不利于实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力系统测频方法及系统，用以解决现有技术中抗谐波的测频方法计算量大、复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种电力系统测频方法，包括如下步骤：

1)对电力系统的原始信号进行低通滤波，得到电力系统的低频信号；

2)将得到的低频信号进行正弦傅氏计算，得到相差1/m周波的三个时刻的相量，其中m≥3；

3)根据得到的相差1/m周波的三个时刻的相量，采用相量测频的方法得到电力系统的实时频率。

进一步地，采用切比雪夫滤波器对电力系统的原始信号进行低通滤波，得到电力系统的低频信号。

进一步地，电力系统低频信号进行正弦傅氏计算，得到的相量的实部和虚部为：

其中，x(n)为电力系统的低频信号，n为采样序号，N为装置采样率下的一周波点数，coef_s(i)为全周傅氏的正弦滤波系数，y_c(n)为电力系统低频信号的正弦傅氏计算得到的相量的实部，y_s(n)为电力系统低频信号的正弦傅氏计算得到的相量的虚部。

进一步地，所述电力系统的实时频率为：