[发明专利]基于平窗滤波器的同步相量测量方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于平窗滤波器的同步相量测量方法及装置，所述方法包括：先对电网电压信号进行clarke变换，再进行park变换，获取两相旋转坐标下的电压信号；利用预设的平窗滤波器对两相旋转坐标下的电压信号进行滤波处理，获取电压信号的准直流项；根据所述准直流项，分别确定电网电压信号的幅值、相位、频率和频率变化率。本发明实施例提供的基于平窗滤波器的同步相量测量方法及装置，利用具有平坦的通带平窗滤波器进行同步相量的测量，能够在频率偏差，谐波失真和功率振荡等更多干扰条件同时发生时，得到精确的测量结果。并且，结构简单，计算复杂度低。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于平窗滤波器的同步相量测量方法及装置。

背景技术

精确快速的同步相量测量，特别是在动态和失真下，对电网的控制和保护至关重要，以避免可能的崩溃或其他异常情况。

现有技术中，相量测量单元(PMU)广泛用于电力系统网络实时监控。广域测量系统(WAMS)中的PMU应用受其同步相量测量算法(SMA)的影响很大。在IEEE C37.118中，根据在应用中的不同，SMA分为P类(PSMA)和M类(MSMA)。PSMA主要用于保护，而MSMA主要用于监控。每个类别都有不同的基准测试和测量精度要求。与MSMA相比，PSMA需要更快的响应，这意味着数据窗口长度的限制和PSMA结构中需要特殊滤波器。因此，应设计PSMA以获得快速动态响应和令人满意的抗干扰能力。

为了调节PSMA的性能，基准动态测试和失真下的测量精度要求在IEEE C37.118中给出。基准测试侧重于PSMA在不同类型的干扰下的行为，特别是在存在频率偏差，谐波失真，包括幅度/相位调制和频率斜坡的动态的情况下。根据IEEE C37.118.1-2011，与相量测量相关的总矢量误差(TVE)在稳态条件下必须小于或等于1％，在动态条件下必须小于或等于3％。大多数现有PSMA满足基准测量精度要求。然而，大多数研究都集中在单一类型干扰下算法的表现。在实践中，可能同时发生几种类型的干扰。例如，频率偏差，谐波失真和功率摆动可以同时发生。在这种条件下的相量估计精度对系统稳定性至关重要。

在恶劣条件下同时发生多次干扰的同步相量测量最近引起了人们的更多关注。一种方案是基于clarke变换的相量算法，其同时考虑了谐波失真和频率偏差。另一种方案是改进的动态同步相量估计算法，同时考虑了功率振荡和频率偏差。还有方案提出了一种精确的动态相量估计方法，该方法考虑了频率偏差和功率振荡。还有方案基于最优窗口的SMA，同时考虑了频率偏差和谐波。

但是，实际应用中，诸如频率偏差，谐波失真和功率振荡的更多干扰条件同时发生，可能在这些方法中产生大的误差，存在同步相量的测量结果精度低的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于平窗滤波器的同步相量测量方法及装置，用于解决现有技术中同步相量的测量结果精度低的技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种基于平窗滤波器的同步相量测量方法，包括：

先对电网电压信号进行clarke变换，再进行park变换，获取两相旋转坐标下的电压信号；

利用预设的平窗滤波器对两相旋转坐标下的电压信号进行滤波处理，获取电压信号的准直流项；

根据所述准直流项，分别确定电网电压信号的幅值、相位、频率和频率变化率。

进一步地，所述利用预设的平窗滤波器对两相旋转坐标下的电压信号进行滤波处理之前，还包括：

根据两相旋转坐标下的电压信号的准直流分量，基于最小二乘方法设计所述平窗滤波器。

进一步地，所述利用预设的平窗滤波器对两相旋转坐标下的电压信号进行滤波处理之前，还包括：