[发明专利]电力系统频率测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及频率测量技术领域，特别是涉及一种电力系统频率测量方法及装置。

背景技术

现代电力工程实践中，形式各样的策略与算法不断产生。具体到电力系统频率测量方面，产生了形式各异的频率测量算法，如零交法、基于滤波的算法、基于小波变换算法、基于神经网络的算法等。现代电力科学研究、高精度电力仪器的发展、大量新技术的应用，对频率、特别是低频率测量精度提出了越来越高的要求。

电网运行额定工频为50Hz(赫兹)，属于较低的频率。从控制的角度看，10mHz(毫赫兹)的频率测量精度也许是足够的。但在一些新技术的应用上，需要有高精度的频率参考，则10mHz的频率测量精度远远不够。并且很多高精度的频率测量技术是针对高频信号的，并不适合较低频率的测量。

测量低频信号频率的通常方法是一种零交法(zero-crossing algorithm)。该方法通过检测信号波形的过零点，利用1个或数个周期过零点的时间间隔来推算出此段波形的频率。然而，研究结果表明，在有噪声干扰情况下，该方法测量出的频率值不是很精确。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种测量精度高且抗噪声干扰强的电力系统频率测量方法及装置。

一种电力系统频率测量方法，包括步骤：

测量输入信号的频率，得到基准频率；

对输入信号分别进行比例运算和积分运算，得到比例运算输出信号和积分运算输出信号；

对所述比例运算输出信号进行幅值检波，得到第一幅值检波信号，对所述积分运算输出信号进行幅值检波，得到第二幅值检波信号；

确定所述第一幅值检波信号和所述第二幅值检波信号的比值，根据确定的比值与所述基准频率的乘积，得到输入信号的频率测量值。

一种电力系统频率测量装置，包括：

频率测量模块，用于测量输入信号的频率，得到基准频率；

比例运算模块，用于对输入信号进行比例运算，得到比例运算输出信号；

积分运算模块，用于对输入信号进行积分运算，得到积分运算输出信号；

幅值检波模块，用于对所述比例运算输出信号进行幅值检波，得到第一幅值检波信号，对所述积分运算输出信号进行幅值检波，得到第二幅值检波信号；

频率测量值生成模块，用于确定所述第一幅值检波信号和所述第二幅值检波信号的比值，根据确定的比值与所述基准频率的乘积，得到输入信号的频率测量值。

本发明电力系统频率测量方法及装置，对输入信号进行比例运算和幅值检波，对输入信号进行积分运算和幅值检波，然后将两幅值检波后的结果相除，相除的结果与基准频率的乘积即为输入信号的频率测量值。本发明在低频频率测量上具有较高的频率测量精度和良好的抗噪声干扰性，数学计算、仿真试验和物理实验结果均表明了本发明的正确性和有效性，在电力科学研究、电力系统频率的测量、电力仪器的校准和研制上具有重要的用途和参考价值。

附图说明

图1为本发明方法实施例的流程示意图；

图2为布莱克曼窗特性的示意图；

图3为本发明频率相对误差仿真实验结果示意图；

图4为本发明频率相对误差物理实验结果示意图；

图5为本发明装置实施例的结构示意图；

图6为本发明幅值检波模块实施例一的示意图；

图7为本发明幅值检波模块实施例二的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明电力系统频率测量方法的具体实施方式做详细描述。

如图1所示，一种电力系统频率测量方法，包括步骤：

S110、测量输入信号的频率，得到基准频率；

S120、对输入信号分别进行比例运算和积分运算，得到比例运算输出信号和积分运算输出信号；

S130、对所述比例运算输出信号进行幅值检波，得到第一幅值检波信号，对所述积分运算输出信号进行幅值检波，得到第二幅值检波信号；

S140、确定所述第一幅值检波信号和所述第二幅值检波信号的比值，根据确定的比值与所述基准频率的乘积，得到输入信号的频率测量值。

步骤S110中输入信号频率的测量相对误差要求不严格，相对误差在10^-3量级是可以接受的。可以采用零交法等频率测量方法测量输入信号的频率，以给定基准频率。步骤S120中比例运算的比例系数可以为所述基准频率的倒数。

假设输入信号为Y_i(t)，t为时间，则比例运算输出信号为：