[发明专利]一种加入汉明窗的同步相量测量方法及系统

说明书

本发明涉及电力系统同步相量测量技术领域，具体涉及一种加入汉明窗的同步相量测量方法及系统。方案要点是：采用定间隔采样，根据计算精度需求确定采样点后，引入汉明窗后进行循环离散傅里叶变换，求出相量修正系数，修正因系统频率偏移额定值造成频率泄露导致的计算误差，根据修正后相量值求取相位、系统频率、频率变化率、有功、无功功率等值，再将计算值打包成标准的动态数据报文发送出去。传统DFT算法本身的频率泄露、频率混叠问题将导致频率、相位等参数计算存在较大误差，严重影响同步相量算法精度。本方法及系统通过理论证明，即使系统频率偏移额定频率时，定间隔采样引起频谱泄露影响，相量和频率的测量具有较高的精度，便于工程实现。

技术领域

本发明涉及电力系统同步相量测量技术领域，具体涉及一种加入汉明窗的同步相量测量方法及系统。

背景技术

随着新能源电源的广泛接入、交流特高压、直流输电工程的快速发展，区域电网结构及全国电网的运行环境变得日渐复杂，电力系统动态运行条件下的实时监控就变得尤为重要，广域测量系统(Wide area measurement system，WAMS)作为电网动态实时监测的新技术和重要手段，能实时反映电网系统的动态变化，对电网的安全稳定运行起到重要作用，而基于全球定位系统同步授时的相量测量单元(PMU-phasor measurement unit)能实现电网相量的实时异地同步测量和传输，是WAMS系统的基础实现环节，而同步相量测量方法的精度将直接影响WAMS系统的应用效果及其适用范围，因此，同步相量测量方法是该领域的研究重点及热点。

目前，电力系统相量的测量方法主要有瞬时值法、过零点检测法、数字滤波法、离散傅里叶变换法(DFT)等，由于DFT法在抑制谐波上具有显著优势，广泛应用于不同电压等级的PMU装置中，然而当系统运行频率偏移额定值50Hz时，PMU采用定间隔采样接收到的采样数据无法满足整周期采样条件，DFT算法本身的频率泄露、频率混叠问题将导致频率、相位等参数计算存在较大误差，严重影响同步相量算法精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加入汉明窗的同步相量测量方法及系统，用于解决傅里叶变换在相量测量的应用中所产生的频率泄露的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种加入汉明窗的同步相量测量方法，包括以下步骤：

1)对于A、B、C三相采样信号，分别进行加窗，以进行DFT运算，得到A、B、C三相同步相量；加入窗函数的采样点值为：

汉明窗函数为：

β＝1-α

2)选取连续等间隔的3个同步相量，对所述A、B、C三相同步相量进行修正，求解出修正后的A、B、C三相同步相量；

3)根据所述修正后的A、B、C三相同步相量，合成正序相量；

4)选取两个正序向量，计算他们的角度差；

5)根据角度差，求频率差，从而得到实际频率及频率变化率。

本发明的有益效果：

传统DFT算法本身的频率泄露、频率混叠问题将导致频率、相位等参数计算存在较大误差，严重影响同步相量算法精度。本方法通过理论证明，即使系统频率偏移额定频率时，定间隔采样引起频谱泄露影响，相量和频率的测量具有较高的精度，便于工程实现。

进一步的，采样信号表示为：

设定：N为每周期交流采样点数，f₀为系统额定频率；Δf为一个数据窗时间内相对额定频率的频差；r为当前时刻采样点，k为r后一个数据窗中第k点；

其中