[发明专利]滤除故障信号中衰减直流分量的方法、系统、装置及介质

说明书

本发明公开了一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法、系统、装置及介质，其中方法包括：根据故障信号获取包含多个采样点的离散信号；从离散信号中获取采样数据，对采样数据进行离散傅里叶变换，获得DFT输出相量序列；对DFT输出相量序列进行旋转差分运算，获得旋转差分相量序列，根据旋转差分相量序列获得衰减时间常数；根据衰减时间常数，对DFT输出相量序列进行衰减差分运算，获得衰减差分相量序列；根据衰减差分相量序列构建线性方程组，根据线性方程组获得滤除衰减直流分量后的准确基频相量。本发明提供一种能够滤除衰减直流分量的离散傅里叶变换改进算法，克服现有提取算法的不足，提升继电保护装置的性能，可广泛应用于电力系统领域。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法、系统、装置及介质。

背景技术

保护测量元件(如过流元件、低压元件及阻抗元件)对故障信号中的基频分量的提取精度很大程度上决定了继电保护装置的性能。由于离散傅里叶变换(DFT)能够滤除故障信号中的整数次谐波，故DFT被广泛应用于提取基频分量。但故障信号中的衰减直流分量无法被传统的离散傅里叶变换滤除，故能够滤除衰减直流分量的基频分量提取算法一直是国内外学者研究的重点。随着用电设备接入量增加，我国电各地电网负荷不断加重，作为现代电力系统的第一道防线，继电保护的重要性不言而喻。为了提高继电保护装置的性能，针对滤除衰减直流分量的基频分量提取算法的研究具有迫切的需要和重要的研究价值。

目前已有的基频分量提取算法主要包括瞬时值算法和离散傅里叶变换(DFT)改进算法。其中，瞬时值算法的精度极其依赖特定信号的建模，故障信号中所含的二次衰减直流分量、噪声等分量对这类算法的精度影响很大，故这类方法并不适用于对稳定性和精度要求较高的继电保护装置。另一方面，DFT改进算法大多通过利用额外的数据时间窗滤除衰减直流分量。现有的这类算法理论上能够完全滤除衰减直流分量，但普遍存在抗噪声能力不足、间谐波响应较大或所需数据时间窗过长的问题，对于继电保护装置的性能提升有限，不能满足继电保护的需要。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法、系统、装置及介质。

本发明所采用的技术方案是：

一种滤除故障信号中衰减直流分量的方法，包括以下步骤：

根据故障信号获取包含多个采样点的离散信号；

从所述离散信号中获取采样数据，对所述采样数据进行离散傅里叶变换，获得DFT输出相量序列；

对所述DFT输出相量序列进行旋转差分运算，获得旋转差分相量序列，根据所述旋转差分相量序列获得衰减时间常数；

根据所述衰减时间常数，对所述DFT输出相量序列进行衰减差分运算，获得衰减差分相量序列；

根据衰减差分相量序列构建线性方程组，根据所述线性方程组获得滤除衰减直流分量后的准确基频相量。

进一步，所述采样点的个数为N+N_ex，N为一个周期内的采样点数，N_ex为大于等于2的自然数；

所述从所述离散信号中获取采样数据，包括：

从所述离散信号中提取[kΔt，T+(k-1)Δt]时间窗内的采样数据；其中，T为故障信号的周期，Δt为采样间隔。

进一步，采用以下公式对对所述DFT输出相量序列进行旋转差分运算：

其中，为旋转差分相量序列；n为采样间隔数，其取值范围为1≤n≤N_ex-1；

所述根据所述旋转差分相量序列获得衰减时间常数α，包括：