周期信號非同步採用測量誤差補償方法及裝置製造方法
2023-05-29 12:13:56
周期信號非同步採用測量誤差補償方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種周期信號非同步採用測量誤差補償方法，包括：電流電壓採樣值獲取步驟，獲取電流電壓的電流採樣值、電壓採樣值；頻率測量步驟，利用電流採樣值獲取電流電壓實際頻率；電參量計算步驟，根據電流電壓實際頻率、電流採樣值、電壓採樣值，利用準同步算法計算得到電參量；還包括參數產生步驟；參數產生步驟位於頻率測量步驟和電參量計算步驟之間，根據電流電壓實際頻率和準同步算法的迭代次數和計算準同步算法所需要的參數。本發明還公開了一種周期信號非同步採用測量誤差補償裝置。本發明中，準同步算法需要的參數能隨電流或電壓的頻率波動而變化，使計算參數更適用於當前信號的頻率，從而提高補償的效果。
【專利說明】周期信號非同步採用測量誤差補償方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力參量測量【技術領域】，尤其涉及一種誤差補償方法。
【背景技術】
[0002] 隨著智能電網和智能變電站的興起，變電站的整體結構也發生了很大變化。傳統 變電站中，二次電流電壓以模擬信號的形式通過電纜連接到測量和計量裝置。智能或數字 變電站全站遵循IEC61850協議，二次電流電壓在靠近互感器的地方就被採樣數位化了。各 相數位化後的電流電壓採樣值，通過合併單元組成IEC61850-9-1/2協議的報文，然後通過 光纖傳輸給電參量測量和計量裝置。
[0003] 根據IEC61850協議，二次電流電壓的採樣頻率為電網標準頻率的固定整數倍，為 一個固定值。當電網頻率發生變化時，二次電流電壓的採樣頻率並不隨之變化，仍然保持標 準頻率的固定整數倍，這樣就會產生非同步採樣。在非同步採樣情況下，採樣頻率並不是信 號真實頻率的整數倍。如果不進行任何補償，直接用非同步採樣的信號來計算周期信號的 電參量（例如有效值、平均功率等），就會產生誤差。
[0004] 準同步算法是補償非同步採樣測量誤差的常用方法之一。它通過迭代運算去減少 誤差。但傳統的準同步算法中迭代運算的參數是固定的，導致誤差較大。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的即在於克服現有技術的不足，提供一種準同步算法的參數能夠根據 信號的情況實時變化，從而提高誤差補償的效果的周期信號非同步採用測量誤差補償方 法。
[0006] 本發明的另一個目的在於，提供一種周期信號非同步採用測量誤差補償裝置。
[0007] 本發明的目的通過以下技術方案實現：
[0008] 周期信號非同步採用測量誤差補償方法，包括：
[0009] 電流電壓採樣值獲取步驟，獲取電流電壓的電流採樣值、電壓採樣值；
[0010] 頻率測量步驟，利用電流或電壓採樣值獲取電流電壓實際頻率；
[0011] 電參量計算步驟，根據電流電壓實際頻率、電流採樣值、電壓採樣值，利用準同步 算法計算得到電參量；
[0012] 還包括參數產生步驟；
[0013] 參數產生步驟位於頻率測量步驟和電參量計算步驟之間，根據電流電壓實際頻率 和準同步算法的迭代次數計算準同步算法所需要的參數；
[0014] 或預先進行參數產生步驟，在迭代次數和電流電壓實際頻率的取值範圍內，分別 根據每一組迭代次數和電流電壓實際頻率計算準同步算法所需要的參數，將計算出的參數 進行儲存，電參量計算步驟中依據實際的迭代次數和電流電壓實際頻率提取對應的參數計 算電參量。
[0015] 進一步的，所述參數產生步驟中，具體計算過程如下：
【權利要求】
1. 周期信號非同步採用測量誤差補償方法，包括： 電流電壓採樣值獲取步驟，獲取電流電壓的電流採樣值、電壓採樣值； 頻率測量步驟，利用電流或電壓採樣值獲取電流電壓實際頻率； 電參量計算步驟，根據電流電壓實際頻率、電流採樣值、電壓採樣值，利用準同步算法 計算得到電參量； 其特徵在於： 還包括參數產生步驟； 參數產生步驟位於頻率測量步驟和電參量計算步驟之間，根據電流電壓實際頻率和準 同步算法的迭代次數計算準同步算法所需要的參數； 或預先進行參數產生步驟，在迭代次數和電流電壓實際頻率的取值範圍內，分別根據 每一組迭代次數和電流電壓實際頻率計算準同步算法所需要的參數，將計算出的參數進行 儲存，電參量計算步驟中依據實際的迭代次數和電流電壓實際頻率提取對應的參數計算電 參量。
2. 根據權利要求1所述的周期信號非同步採用測量誤差補償方法，其特徵在於： 所述參數產生步驟中，具體計算過程如下：
其中：round為取整函數，用四捨五入的方法取最接近的整數；表示電流電壓的標準 頻率；Nci表示標準頻率下一個周期對應的採樣點數；f表示電流電壓實際頻率，由頻率測量 步驟得到；
其中：j= 0, 1，2, · ··，N·η;n表示準同步算法迭代次數；C(t) =I(t= 0,N+l) ;C(t) = 2(0〈t〈N+l) ;C(t) =0(t〈0 或t>N+l); 'u
o
3. 根據權利要求2所述的周期信號非同步採用測量誤差補償方法，其特徵在於： 所述電參量計算步驟中，計算電流有效值，電壓有效值和有功功率值，具體計算過程如 下·
其中，I表示電流有效值，U表示電壓有效值，P表示有功功率值，i表示電流採樣值，u表不電壓米樣值，k表不電流或電壓米樣值的編號。
4. 根據權利要求1?3中任意一項所述的周期信號非同步採用測量誤差補償方法，其 特徵在於： 還包括數據緩衝步驟，在數據進入所述電參量計算步驟前產生一個延時，延時大小等 於頻率測量步驟的處理時間，或頻率測量步驟和參數產生步驟的處理時間。
5. 周期信號非同步採用測量誤差補償裝置，包括： 電流電壓採樣值獲取裝置，用於獲取電流電壓的電流採樣值、電壓採樣值； 頻率測量裝置，用於利用電流採樣值獲取電流電壓實際頻率； 電參量計算裝置，用於根據電流電壓實際頻率、電流採樣值、電壓採樣值，利用準同步 算法計算得到電參量； 其特徵在於： 還包括參數產生裝置；用於根據電流電壓實際頻率和準同步算法的迭代次數計算準同 步算法所需要的參數； 參數產生裝置或用於在迭代次數和電流電壓實際頻率的取值範圍內，分別根據每一組 迭代次數和電流電壓實際頻率計算準同步算法所需要的參數，將計算出的參數進行儲存， 電參量計算裝置中依據實際的迭代次數和電流電壓實際頻率提取對應的參數計算電參量。
6. 根據權利要求5所述的周期信號非同步採用測量誤差補償裝置，其特徵在於： 所述參數產生裝置，具體計算過程如下：
其中：round為取整函數，用四捨五入的方法取最接近的整數；表示電流電壓的標準 頻率；Nci表示標準頻率下一個周期對應的採樣點數；f表示電流電壓實際頻率，由頻率測量 步驟得到；
其中：j= 0, 1，2, · ··，N·η;n表示準同步算法迭代次數；C(t) =I(t= 0,N+l) ;C(t) = 2(0〈t〈N+l) ;C(t) =0(t〈0 或t>N+l);
7. 根據權利要求6所述的周期信號非同步採用測量誤差補償裝置，其特徵在於： 所述電參量計算裝置，用於計算電流有效值，電壓有效值和有功功率值，具體計算過程 如下：
其中，I表示電流有效值，U表示電壓有效值，P表示有功功率值，i表示電流採樣值，u表不電壓米樣值，k表不電流或電壓米樣值的編號。
8. 根據權利要求5?7中任意一項所述的周期信號非同步採用測量誤差補償裝置，其 特徵在於： 還包括數據緩衝裝置，用於在數據進入電參量計算裝置前產生一個延時，延時大小等 於頻率測量裝置所需要的處理時間，或頻率測量裝置和參數產生裝置所需要的處理時間。
【文檔編號】G01R31/00GK104459419SQ201410836758
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月29日 優先權日:2014年12月29日
【發明者】唐毅, 江波, 覃劍, 劉鯤, 陳賢順 申請人:國網四川省電力公司電力科學研究院, 國家電網公司