[发明专利]适于接入多间隔电气量的保护、测量一体化系统及方法

说明书

本发明涉及一种适于接入多间隔电气量的保护、测量一体化系统及方法，本保护、测量一体化工作方法，包括：利用固定采样频率获取采样数据进行递推傅里叶相量计算，采用定频采样方式下的递推傅里叶相量补偿算法求解真实傅里叶相量，以进行保护计算；和/或通过获得的信号实际频率及预设的每周波测量计算点个数进行插值重采样，以生成1个周波之前的测量用采样数据窗，以进行测量计算。

技术领域

本发明涉及一种适于接入多间隔电气量的保护、测量一体化系统及其工作方法。

背景技术

在电力系统中，间隔被定义为发电厂、变电站中由一些紧密连接、具有某些共同功能的元件所构成的供电单元。比如进线（出线）及其与母线之间相连的开关设备构成线路间隔，变压器及其与多个不同电压等级母线之间相连的开关设备构成变压器间隔。即使在同一个变电站中，因系统未合环运行，往往存在各个间隔之间系统频率不同的情况。但保护、测量装置往往同时接入多个间隔电气量。比如线路保护同时接入母线电压、线路电流、线路电压等模拟量，在线路开关断开的情况下，母线电压与线路电压之间的频率就可能存在差异。再比如电源快速切换装置，接入两条进线电压，母线电压等，一般来说两条进线开关一开一合，那么母线电压频率与开关处于合闸位置的线路的电流、电压等电气量的频率相同，但与另外一条开关处于分闸位置的线路的电压频率就可能存在不同。

随着处理器处理能力的提升，保护、测量一体化装置在电力系统中逐渐普及，即一台装置同时既具备保护功能，又具备测量功能。保测一体化装置降低了厂站自动化的建设成本与维护成本，受到越来越多的用户的青睐。对于保护功能而言，一般使用全波傅里叶变换计算所得的相量作为保护逻辑的判断依据；对于测量功能而言，一般使用均方根方法求值，即在同时考虑基波和高次谐波的情况下，计算幅值、功率信息。

无论对于全波傅里叶变换或者均方根方法而言，计算获得正确结果的前提是：采样频率可实时正确地反映信号频率。设是实际信号频率，预设一个周波采样点个数为N，则在采样频率的情况下，可以准确计算出傅里叶相量。设信号预设频率，即如，则表示采样频率跟随于实际信号频率。

传统的电力系统的测量装置可能接入异频率的多个间隔，但是装置的采样频率只能是一个，无法满足同时跟随于多个信号频率的要求。以线路保护为例，假设装置接入的线路频率与母线频率不同，此时至少对于线路、母线中的其中一者而言，装置采样频率无法跟随之。那么对于无法跟随的电气量，无论用傅里叶变换或者均方根方法计算所得的结果都会存在误差，装置无法直接使用含有误差的计算结果进行保护控制逻辑判断。同时往往现场测量应用往往要求可正确计算高次谐波的测量值，大多数保护应用基于基波分量，对于高次谐波的计算要求一般没有测量应用高，所以如果以同一采样频率进行保护、测量计算，从计算负荷的角度看偏大、不经济、同时也非必须。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于接入多间隔电气量的保护、测量一体化系统及其工作方法，其允许同时接入多个异频率间隔，并且实时计算傅里叶相量与准实时计算均方根值，以使保护计算与测量计算可在不同采样频率下完成，节约计算负荷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适于接入多间隔电气量的保护、测量一体化工作方法，包括：

利用固定采样频率获取采样数据进行递推傅里叶相量计算，采用定频采样方式下的递推傅里叶相量补偿算法求解得真实傅里叶相量，以进行保护计算；和/或

通过获得的信号实际频率及预设的每周波测量计算点个数进行插值重采样，以生成1个周波之前的测量用采样数据窗，以进行测量计算。

进一步，所述信号实际频率的计算方法包括：

利用连续三个间隔为N/2个采样点的采样数据窗数据计算相应递推傅里叶相量，并通过上述递推傅里叶相量建立以频率偏差值为参量的解析表达；以及