[发明专利]采用最优乘子牛顿算法检测电网频率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用最优乘子牛顿算法检测电网频率的方法，属于电力系统自动控制领域。

背景技术

电网频率是评估电能质量的三大指标之一，同时也是实施电力系统安全稳定控制的重要依据。因此，电网频率检测成为电力系统自动控制领域的一项重要技术。

目前较为常用的电网频率检测方法是原始的周期法，这种方法通过检测电压信号波形的过零点，计算相邻两个过零点的时间间隔，以此来计算频率。该方法物理概念清晰、易于实现，但是精度较低，易受谐波、噪声等信号干扰，而且实时性较差。用于电网频率检测的方法还有解析法、DFT(FFT)类算法、正交去调制法等等。这些方法虽然在精度、实时性、抗干扰方面有不同程度的提高，但是仍然无法解决电网频率检测的实时性和准确性不统一这一主要矛盾。

发明内容

本发明的目的是针对现在技术的不足而提出一种采用最优乘子牛顿算法检测电网频率的方法。其特点是该方法能够同时测量电压峰值、频率、直流分量、初相角，在频率大幅扰动时，也能够计算准确，并且该算法收敛速度快，适合在线应用。

本发明的目的由以下技术措施实现

采用最优乘子牛顿算法检测电网频率的方法包括以下步骤：

假设系统的某一节点电压如式(1)所示：

v(t)＝h(x(t)，t)+ξ(t)                                (1)

其中，v(t)为采样的电网电压模拟信号，ξ(t)为测量噪音，h(·)表达式如式(2)所示：

其中，为待估计向量，V₀(t)为电网电压的直流分量幅值，V(t)为电网电压的峰值，ω(t)为角频率，为初相角，这四个未知参数均为时变量；

将式(1)和(2)离散化可得：

v(k)＝h(x_k，t_k)+ξ_k    k＝1，2，…                        (3)

其中，ξ_k、V_0k、V_k、ω_k、t_k分别为ξ(t)、V₀(t)、V(t)、ω(t)、t在第k个采样时刻对应的值；

忽略式(3)中的噪音向量，式(3)可表示为：

h(x)-v＝F(x)＝0                                            (4)

其中，F(x)为m×1维非线性函数，0为m×1维零向量；

构造一个标量函数：

ψ(x‾)=Σi=1mFi2(x‾)---(5)]]>