三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法
2023-04-27 00:30:36 1
三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法
【專利摘要】本發明涉及一種三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，包括：（1）對原始周期信號進行採樣，將其中每相的三次諧波分量準同步信息經過多次準同步迭代處理後表示為級數形式；（2）消除偶次諧波；（3）驗證三次諧波的準確性；（4）重複步驟（1）至（3）並剔除錯誤的三次諧波，使得剔除錯誤的三次諧波後剩餘的三次諧波滿足中心極值定理所需的採樣次數；（5）獲得傳遞函數；（6）獲得傳遞函數的矩陣形式，利用其獲得每相的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式；（7）利用步驟（6）中獲得的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式獲得三次諧波的負序分量、正序分量和零序電流。本發明的方法能夠以較高的精度傳輸三次諧波分量。
【專利說明】三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用於電網交流採樣獲得的三次諧波分量準同步信息的傳輸中對其進行校驗和自愈的算法。
【背景技術】
[0002]高精度交流採樣是實現20千伏電纜網的監測、檢測的關鍵，尤其是狀態評價數據的正確與否取決於所測得的相關三次諧波分量準同步信息傳輸的精度。因此研究一種三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法具有重要的實用價值。馬安平、雷鳴亮、紀勇，徐曉紅等在文章《一種提高諧波分量測量精度新算法的計算機仿真及算法修正》(電測與儀表(Elect rical M easurement&Inst rumentat ion), 1999,總第 36 卷第 399 期:31-33)中提出了對一種濾除衰減直流分量從而提高諧波分量測量精度的新算法的計算機仿真結果進行分析，並對該算法進行了修正。喻薈銘，陸達，謝豔輝在文章《一種基於準同步採樣的電網諧波高儀器儀表用戶精度測量方法》(儀器儀表用戶，2011，No5，V01.18,86-88)中提出了了一種基於準同步窗的離散傅立葉變換算法實現電網諧波參量的測量方法，並給出了算法的推演過程和硬體實現。這兩種方法是通過計算模擬在已知諧波振蕩異常設置電壓，然而A/D採樣會引起諧波波形尖銳突變，給計算結果造成很大誤差。楊網娟等人在文獻《一種非正弦周期信號諧波分析的方法》(河海大學機械學院學報，1995，9 (2)，17-19)中提出了準同步採樣方法在採樣數字測量裝置中的應用，分析了準同步採樣方法的基本原理及其數據處理方法特點。劉繼權在文獻《一種檢測任意次諧波及其序分量的檢測新算法》(電力系統及其自動化，2013，35 (2)，60-62)提出了一種能檢測出任意次諧波及其序分量的新方法，該方法能簡易的檢測出三相系統中任意次諧波，然後運用d-q變換能將其正、負、零序分量分離，理論分析和仿真結果證明了所提出方法的正確性。但只是針對任意次諧波，不能現場估計三次諧波分量準同步信息傳輸校驗結果。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種具有較高精度的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法。
[0004]為達到上述目的，本發明採用的技術方案是:
[0005]一種三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，在傳輸電網交流採樣獲得的三次諧波分量準同步信息時進行校驗和自愈，其特徵在於:其包括如下步驟:
[0006](I)對原始周期信號進行採樣，將其中每相的三次諧波分量準同步信息經過多次準同步迭代處理後再表示為級數形式的信號；
[0007](2)消除級數形式的信號中的偶次諧波，使其波形對稱；
[0008](3)在步驟(2)所獲得的波形的半周期內選取若干個時刻驗證其所表示的三次諧波的準確性，驗證通過後，選取其中一個時刻表示三次諧波；
[0009](4)重複步驟(I)至(3)，獲得滿足中心極值定理所需採樣次數的若干三次諧波，利用標準正態分布分析上述若干三次諧波並剔除錯誤的三次諧波，使得剔除錯誤的三次諧波後剩餘的三次諧波仍能滿足中心極值定理所需的採樣次數；
[0010](5)利用剔除錯誤的三次諧波後剩餘的若干三次諧波獲得傳遞函數，並確定傳遞函數的零點和極點；
[0011](6)經傳遞函數後獲得的輸出的三次諧波與輸入的三次諧波為相同形式的信號，通過將每次採樣輸出的三次諧波與對應於輸入的三次諧波的形式的輸出三次諧波比對獲得傳遞函數的矩陣形式，矩陣中的每一列中的元素分別為一相中每次採樣獲得的輸出的三次諧波，利用矩陣形式的傳遞函數獲得每相的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式；
[0012](7)利用步驟(6)中獲得的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式獲得三次諧波的負序分量、正序分量和零序電流。
[0013]步驟(1)中，每相的三次諧波分量準同步信息的表達式為
【權利要求】
1.一種三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，在傳輸電網交流採樣獲得的三次諧波分量準同步信息時進行校驗和自愈，其特徵在於:其包括如下步驟: (1)對原始周期信號進行採樣，將其中每相的三次諧波分量準同步信息經過多次準同步迭代處理後再表示為級數形式的信號； (2)消除級數形式的信號中的偶次諧波，使其波形對稱； (3)在步驟(2)所獲得的波形的半周期內選取若干個時刻驗證其所表示的三次諧波的準確性，驗證通過後，選取其中一個時刻表示三次諧波； (4)重複步驟(1)至(3)，獲得滿足中心極值定理所需採樣次數的若干三次諧波，利用標準正態分布分析上述若干三次諧波並剔除錯誤的三次諧波，使得剔除錯誤的三次諧波後剩餘的三次諧波仍能滿足中心極值定理所需的採樣次數； (5)利用剔除錯誤的三次諧波後剩餘的若干三次諧波獲得傳遞函數，並確定傳遞函數的零點和極點； (6)經傳遞函數後獲得的輸出的三次諧波與輸入的三次諧波為相同形式的信號，通過將每次採樣輸出的三次諧波與對應於輸入的三次諧波的形式的輸出三次諧波比對獲得傳遞函數的矩陣形式，矩陣中的每一列中的元素分別為一相中每次採樣獲得的輸出的三次諧波，利用矩陣形式的傳遞函數獲得每相的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式； (7)利用步驟(6)中獲得的三次諧波分量準同步信息的有效值表達式獲得三次諧波的負序分量、正序分量和零序電流。
2.根據權利要求1所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(1)中，每相的三次諧波分量準同步信息的表達式為
3.根據權利要求2所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(1)中，將迭代後的三次諧波表示為三角傅立葉級數或指數傅立葉級數形式，為
4.根據權利要求3所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(2)中，在採用級數形式表示的三次諧波的正半周期的1/4中找出其對稱軸線，並以該對稱軸線對稱補足三次諧波的負半周期的波形。
5.根據權利要求4所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(3)中，選取至少5個時刻驗證三次諧波的準確性。
6.根據權利要求5所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(4)中，採樣次數η為1253次，此時滿足中心極值定理所需，
7.根據權利要求6所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(5)中，通過零點和極點表示傳遞函數為
8.根據權利要求7所述的三次諧波分量準同步信息傳輸校驗與自愈算法，其特徵在於:步驟(6)中，輸出的三次諧波的形式為凡,
【文檔編號】G01R35/00GK103576120SQ201310549959
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】呂培強 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司蘇州供電公司