[发明专利]一种快速的三相电力系统的频率估计方法

说明书

一种三相电力系统快速频率估计算法，其步骤主要是：A、采集、变换得到复电压信号v(n)；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、计算出误差平方期望值p(n)＝βp(n‑1)+e²(n)，再计算出当前时刻的步长μ(n)＝αμ(n‑1)+γe²(n)，再计算出下一时刻的标准权系数h(n+1)＝h(n)+μ(n)[3p(n)‑e²(n)]e(n)v^*(n)和共轭权系数g(n+1)＝g(n)+μ(n)[3p(n)‑e²(n)]e(n)v(n)；E、估计出当前时刻的频率值其估计速度快、误差小，系统处于非平衡状态时，它仍能快速、准确的估计出系统频率。

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.Basan,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快速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，一种快速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n的复电压信号v(n)；

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n+1的复电压信号估计值

其中，h(n)表示滤波器当前时刻n的标准权系数，其初始值为0.99+0.15i，其中i为虚数单位；g(n)表示滤波器当前时刻n的共轭权系数，其初始值为0；v^*(n)是当前时刻n的复电压信号v(n)的共轭值；

C、复电压信号的误差计算

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

D、权系数更新

D1、误差平方的期望的计算

计算出权系数更新中的当前时刻n的误差平方期望值p(n)，

p(n)＝βp(n-1)+e²(n)