[发明专利]校正电网测控设备中相位误差的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网测控设备中校正相位误差的方法和装置，特别是涉及一种在电网测控设备中校正由硬件环境产生的电压和电流之间相位误差的方法和装置。

背景技术

在电网测控设备中，对于测控精度要求很高，一般误差要求控制在2‰以下。而作为电网测控设备测控对象的各个测控参量都要基于电流和电压这两个基本量的测量，这就要求测量电流和电压时，两者之间不能存在由于测控设备自身所引入的误差，以减小最终误差的产生，提高测控精度，因此电压与电流的测量就成为控制电网测控系统精度的关键。

在测控设备中，对电压和电流进行采样测量前，电能在该设备的硬件电路中传输，并且会经过一系列处理过程，所述处理例如为通过采样保持放大器放大。电流与电压在进行这种处理时是分别进行的，所以硬件环境的差异会造成测控时的电流与电压之间存在相位误差。即使前述硬件环境的差异性再小，由此产生的相位误差也会存在，并严重影响后续测控的精度。

为了校正所述的相位误差，目前的测控设备中采用了相位测量方法，所述相位测量方法例如为一阶线性插值、二次插值、相关分析法以及目前使用最为广泛的数字化相位测量方法快速傅立叶变换(FFT)等。利用上述方法，在采样测量电流和电压后计算电流与电压的相位误差，并将这一差值传递到后续测控过程中，在后续的运算、测控中加入该差值，以校正电流和电压之间的相位误差，提高测控精度。

但是采用上述方法的测控设备在每次进行电网实际的测控时，都要进行上述相位测量过程，实时计算相位误差，并在后续的测控过程中加入该差值。然而在高精度的要求下测量、计算所述的相位误差的计算量大、消耗的时间长，使得计算系统负担很重，并且增加了处理时间。

因此，在校正所述相位误差时，上述校正方法已经无法满足进一步提高处理速度，减轻计算系统负担的要求，逐渐成为电网测控设备技术发展中的一个瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电网测控设备中校正相位误差的方法和装置，其采用非计算的方法，一次性的彻底校正相位误差，使得后续测控过程中无须再加入所述相位误差的计算，并且在该次校正后再次使用时也无须再进行校正，该方法能够满足进一步提高处理速度，减轻计算系统负担的要求。

为实现上述目的，本发明提出一种电网测控设备中校正相位误差的方法和装置，用于一次性校正测控设备中存在的相位误差，所述相位误差特别为电流和电压之间的相位误差。该方法包括步骤：对电压或者电流进行采样；延迟一段时间；延时后如果前一次采样对象为电压则对电流进行采样，如果前一次采样对象为电流则对电压进行采样；利用采样得到的电流电压值计算无功功率，将无功功率与一阈值相比较；当无功功率小于所述阈值时，确定延迟时间为相位误差的校正时间。

本发明的方法和装置在实际测控前使用，以校正实际测控时进入测控设备的电流与电压之间由于测控设备自身硬件环境所造成的相位误差。在所述相位误差校正的过程中，校正使用的电流与电压在输入测控设备之前相位差为零。因为，在校正所述由测控设备自身硬件环境造成的相位误差时，比较无功功率的步骤中要求无功功率近似为零，即要求电压与电流之间基本不存在相位差，以判断所述的相位误差是否已经得到校正，如果校正时输入测控设备的电流与电压之间存在相角，即相位差不为零，那么该相位差将会被认为是由硬件电路所产生的相位误差的一部分，导致校正值产生偏差，影响测控设备的校正结果。

本发明的方法中，延迟时间的初始值可以为零，也可以在确定硬件电路存在相位误差的情况下设定为一个很小的时间值，以加快校正过程。

本发明的方法中，当比较无功功率的步骤中所述无功功率大于或等于所述阈值时，还包括调整延迟时间的步骤，并将调整后的延迟时间与采样周期比较，如果大于或等于采样周期则结束校正过程，如果小于采样周期则重新开始进行最初的采样步骤。

在采样电流或电压的步骤中，每次只对一个测量参量进行采样，即每次采样时只采样电流或只采样电压，电流与电压的采样不存在先后顺序，即可以先对电压进行采样，也可以先对电流进行采样。

在计算无功功率的步骤中，计算无功功率的方法可以采用将电流与电压的瞬时值相乘得到无功功率值。

在比较得到的无功功率与一阈值的步骤中，该阈值可以为零，在确定硬件电路存在一定相位误差的情况下也可以根据所需要达到的精度确定，即无功功率最大值与一小于或等于所述精度的因数的乘积为该阈值。

在调整延迟时间的步骤中，延迟时间的调整方法可以采用每次增大一个固定的步长的方法，也可以采用每次增大一个变化的步长的方法。所述步长根据测控设备的采样周期确定。