[发明专利]基于三相瞬时功率的电网全谱功率振荡相量同步测量方法

摘要

一种基于三相总瞬时功率进行电力系统全频谱功率振荡相量同步测量和分析的装置。该方法在电网支路测量点由三相瞬时电压和瞬时电流录波量测得到三相总瞬时有功功率，并通过时间同步装置为每个测点获得高精度时标。然后采用分频段处理技术，针对各频段采用特定的滤波参数、降采样率参数、计算数据窗和计算步长等参数求取各频段包含的振荡模式的参数；并以整刻度时刻(10秒，整秒，0.1秒等)的初相位作为振荡相量的相角，从而实现了可进行广域分析的振荡相量的表达。为了进一步提高相量计算的精度，整刻度时刻的选择避开了计算时窗的边界点；最终实时输出各频段中检测到的满足阈值的功率振荡的频率、幅值、初相位、阻尼系数以及时标。

主权项

1.一种基于三相瞬时功率的电网全频谱功率振荡相量同步测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：由电网支路测量点的三相瞬时电压和瞬时电流的录波量测得到电网相应被测支路的三相总瞬时有功功率曲线，并利用时钟同步装置标注整秒时刻时标；p_r＝u_ai_a+u_bi_b+u_ci_c其中，u_a、u_b、u_c分别为从电压互感器直接测量得到的某被测支路的三相电压瞬时值；ia、ib、ic分别为从电流互感器直接测量得到的某被测支路的三相电流瞬时值，P_r为三相总瞬时有功功率；步骤2：将上述三相总瞬时有功功率P_r实时分送到5个不同频段处理模块的内存缓冲区中，用f_x1表示频段X的起始频率，频段X对应的起始频率的周期为T_x1＝1/f_x1；f_x2表示频段X的终止频率，对应的终止频率的周期为T_x2＝1/f_x2；各频段缓冲区至少能存储T_x1×4秒的数据；其中，X取值1‑5，分别表示1‑5个不同频段；频段1至频段5的频率范围是依次增大的；步骤3：在各频段处理模块中采用递推带通滤波器实时对进入内存缓冲区的三相总瞬时有功功率数据进行滤波；步骤4：在各频段处理模块对滤波后的三相总瞬时功率数据采用降采样率处理；步骤5：在除频段5外的其余各频段的处理模块中以本频段所对应的起始频率的周期的2倍值即2T_x1为计算数据窗口时长，以本频段所对应的终止频率的周期T_x2为计算周期即计算数据窗口的移动步长，采用频谱分析方法对该段计算数据窗口的电网支路三相总瞬时功率数据进行频谱分析；频段5的处理模块则以0.05秒为计算数据窗口，0.01秒为计算周期，采用频谱分析方法对该段时窗内的电网支路三相总瞬时功率数据进行频谱分析；在频谱分析中取振荡功率幅值大于设定阈值，并且能占比大于5％的前5个频率模式作为计算结果即频谱分析结果；步骤6：各频段分别选取t_x2‑T_x1/2时刻之前的最近的如下时刻为需要输出的计算结果的时刻t_x‑out，其中t_x2为当前频段X计算数据窗的结束时刻，并将该计算数据窗的计算结果由时窗的起点时刻t_x1换算到t_x‑out时刻；对于频段1，选取t₁₂‑T₁₁/2时刻之前整10秒时刻为需要输出的计算结果的时刻t_1‑out；对于频段2，选取t₂₂‑T₂₁/2时刻之前整秒时刻为需要输出的计算结果的时刻t_2‑out；对于频段3，选取t₃₂‑T₃₁/2时刻之前整0.1秒时刻为需要输出的计算结果的时刻t_3‑out；对于频段4，选取t₄₂‑T₄₁/2时刻之前整0.01秒时刻为需要输出的计算结果的时刻t_4‑out；对于频段5，选取t₅₂‑T₅₁/2时刻之前整0.01秒时刻为需要输出的计算结果的时刻t_5‑out；步骤7：就地存储各频段实时计算的结果，保留至少2星期；步骤8：将各频段的计算结果实时上送主站或根据主站对各频段上送数据的间隔要求上送，包括各频段中检测到的满足阈值的功率振荡的频率、幅值、初相位、衰减因子以及时标；步骤9：各频段处理模块等待满足本频段计算周期T_x2时长后，返回步骤5。