[发明专利]一种电力系统时变功率的实时测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统中功率的测量方法，特别是一种从电力系统中任意端口处进行时变功率的测量方法。

背景技术

随着经济的高速发展，电能已经成为最重要的能源之一。作为国民经济支柱产业的电力工业，在发电、输电和用电方面均需要对电能进行准确合理的测量，这关系到电力用户和电力企业的经济利益及交易的公平性，也是系统安全稳定控制的基础。随着电网的发展，电力负荷急剧增长的同时，电力电子器件、电弧炉、电力机车、家用电器等非线性、冲击性、不对称负荷大量地投入使用，这些负荷不仅对电网的谐波污染日益严重，而且造成很大的计量误差，使得传统的基于周期性的正弦信号的功率测量技术不再适用。

瞬时功率包括有瞬时有功功率和瞬时无功功率。目前，全世界统一实行采用的瞬时功率的计算标准是由美国电气和电子工程师协会制定的标准，即IEEE标准。它属于一种频域功率，仅适用于周期性变化的电信号。由于目前电力系统中，非线性、不对称和冲击性的负荷的大量投入使用，致使电力系统的电信号时时出现非正弦的电信号，无论是周期性的电信号，还是非周期性的电信号，按照IEEE标准，所测量计算的瞬时无功功率误差很大，如图2和图4所示；而瞬时有功功率均能够准确测量计算。瞬时无功功率测量计算准确性过低，就会导致无法对电力系统进行有效的无功补偿和系统安全稳定控制，极可能使电力系统失稳，造成系统瘫痪形成重大电力事故。因此，准确地测量电力系统任意端口处的瞬时功率，特别是准确测量瞬时无功功率，是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。本发明所述的时变功率指的就是瞬时功率，它包括有时变有功功率和时变无功功率。

发明内容

本发明的目的就是提供一种电力系统时变功率的实时测量方法，无论是周期性的电信号，还是非周期性的电信号，它均能够实时准确地测量时变功率，不仅能实时准确测量时变有功功率，更重要的是能够实时准确测量时变无功功率，为电力系统的无功补偿和系统安全稳定控制奠定坚实的基础。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有如下的步骤：

(1)、采集端口的电信号u(t)、i(t)：

用信号采集器实时测量端口上任何一处的电信号，即通过端口处的电压瞬时信号u(t)和电流瞬时信号i(t)，从而获得N组随时间变化且成双配对的一系列电信号u(t)、i(t)的序列值，测量电信号u(t)、i(t)的时间间隔为T，且0.05ms≤T≤5ms，100≤N≤10000；

(2)、计算出第一电压参数系数A_u(t)、第二电压参数系数B_u(t)、第一电流参数系数A_i(t)、第二电流参数系数B_i(t)：

①、计算第一电压参数系数A_u(t)、第二电压参数系数B_u(t)

将步骤(1)获取的N个电压瞬时信号u(t)序列值依次输入到快速傅里叶变换器(FFT)中，经快速傅里叶变换器(FFT)处理后，输出电压信号的直流分量U₀，同时输出N-1组电压信号的kHz谐波分量的电压幅值U_k和电压相位ψ_k^u，电压直流分量U₀、电压幅值U_k和电压相位ψ_k^u满足如下的表达式：

u(t)=U0+Σk=1N-1Uksin(ωkt+ψku)]]>