[发明专利]一种鲁棒性强的三相电力系统的频率估计方法

说明书

一种非平衡三相电力系统的鲁棒频率估计方法，其步骤主要是：A、采集、变换得到复电压信号v(k)；B、得到下一时刻的复电压信号估计值，C、计算出复电压信号的误差D、权系数更新：计算出误差阶数调节因子λ(k)＝βλ(k‑1)+γe²(k‑1)；下一时刻的标准权系数下一时刻的共轭权系数E、估计出当前时刻的频率值其估计速度快、误差小，当三相电力系统处于非平衡状态时，仍能快速、准确的估计出系统的频率，其鲁棒性强。

技术领域

本发明涉及电力系统的频率估计方法，尤其涉及三相电力系统的频率估计方法。

背景技术

频率是电能质量的重要指标之一，是反映电力系统运行状态的重要参数；它将随负荷波动在小范围内缓慢变化。在稳定的运行状态，发电机输出功率与系统负荷及损耗维持平衡，电力系统频率为标称值。频率值的变化可以指示谐波、噪声和不平衡电压等异常状况和干扰，因此，需要对电力系统的频率进行快速、准确的估计。

在三相电力系统中，传统的基于单相电压的频率估计方法有一定的局限性，尤其是在某一相产生突变时。因此，在三相电力系统的频率估计中，会通过克拉克变换将三相电压信号变换到复数域上；再用锁相环(PLL)、自适应陷波器、最小二乘法、最小化均方误差法、卡尔曼滤波等方法，同时利用三相电压信息进行频率估计，使频率估计有更好的鲁棒性。如文献1的复数最小化均方误差法：“A.K.Pradhan,A.Routray and A.Basak,Powersystem frequency estimation using least mean square technique,in IEEETransactions on Power Delivery,vol.20,no.3,pp.1812-1816,July 2005”。但当三相电力系统处于非平衡状态时(如发生单相短路故障)，出现了负序电压分量，上述已有方法是基于正序电压信号的测试与分析，而未考虑负序电压分量，导致其频率估计的速度慢、误差大。

发明内容

本发明的目的是提供一种鲁棒性强的三相电力系统的频率估计方法，该方法的频率估计速度快、误差小，当三相电力系统处于非平衡状态时，该方法仍能快速、准确的估计出系统的频率。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种鲁棒性强的三相电力系统的频率估计方法，其步骤如下：

A、信号采集

采集三相电力系统的电压信号，并通过克拉克变换得到当前时刻k的复电压信号v(k)；

B、复电压信号的估计

由基于宽线性模型的自适应滤波器，输出下一时刻k+1的复电压信号估计值

其中，h(k)表示滤波器当前时刻k的标准权系数，其初始值为0.99+j0.15，其中j为虚数单位；g(k)表示滤波器当前时刻k的共轭权系数，其初始值为0；v*(k)是当前时刻k的复电压信号v(k)的共轭值；

C、复电压信号的误差计算

由当前时刻k的复电压信号v(k)与当前时刻k的复电压信号估计值计算出当前时刻k的复电压信号的误差e(k)，的初始值为v(k)-(0.01～0.1)；

D、权系数更新

D1、误差阶数调节因子的计算

计算出权系数更新中的当前时刻k的误差阶数调节因子λ(k)，

λ(k)＝βλ(k-1)+γe²(k-1)

其中，β为遗忘因子，其取值为0.9～1,γ为误差相关系数，其取值为0.001～0.2；

D2、权系数的更新

更新计算出下一时刻k+1的标准权系数h(k+1)，