[发明专利]基于窄带滤波的变数据窗基波相量求取方法

摘要

本发明属于电力系统数字化继电保护领域，具体涉及一种基于窄带滤波的变数据窗基波相量求取方法。该方法采用窄带滤波器对采样值序列进行带通滤波，并先由短窗算法确定滤波器初值，然后再对窄带滤波器的输出序列采用变数据窗长的算法获取相量特征量。本发明提出的基波相量求取方法可实现最短1/4基波周期（5ms）的延时，并且可实现变数据窗长的相量估计，不必等待半周期或者整周期数据窗，实现了在较短数据窗下的较高滤波精度，可以在系统故障发生较短时间内获得基波相量的特征量，提高了数字化继电保护的动作速度。

主权项

1.一种基于窄带滤波的变数据窗基波相量求取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）、利用互感器对被保护设备的电流或电压进行采样，获得连续采样序列，其中设N为采样信号每基波周期T内的采样点数，采样间隔，每隔获得一个新的采样点数据；（2）、依据采样序列的值，进行故障启动判断；若系统正常运行，则持续按步骤（1）进行采样，若判定系统发生故障，则故障采样计数器启动，在计数器未满时，按步骤（1）继续采样，当计数器满后，进入步骤（3）；（3）、利用1/4周期的短数据窗相量估计算法求得相量的实部和虚部，由实部和虚部近似得出输入电流或输入电压基频分量的表达式：（1）；（4）、在公式（1）中，令和，得到窄带滤波器的输出初值为和，其中窄带滤波器的差分方程如下：（2），其中以基波频率为通带中心频率，设通带中心角频率为，采样间隔为，，，R为极点半径，将原始采样点序列和初值、代入公式（2）所示的差分方程，得到经过窄带滤波器的采样值输出序列；（5）、将序列作为输入序列，再次使用1/4周期的短数据窗相量估计算法得到相量的实部和虚部，从而得到相量的精确有效值和相位，进行保护逻辑判断;（6）随着采样点数的增加，重复进行步骤（4）和步骤（5），其中步骤（4）中输出初值已由前步滤波器输出得出，步骤（5）使用的相量估计算法按如下方法选择：当故障采样计数器已满而未满时使用1/2周期数据窗，当计数器已满而未满时使用3/4周期数据窗，当计数器大于时使用整周期数据窗。