[发明专利]基于过零检测的输电线双端瞬时电压的准同步测量方法

说明书

本发明公开了一种基于过零检测的输电线双端瞬时电压的准同步测量方法，属于电力系统自动化技术领域。本发明包括以下步骤：（1）利用GPS脉冲作为广域基准时钟同步输电线双端采样信号；（2）以同步采样信号作为基准时钟，利用过零检测方法获得输电线首末端某周期起始时刻（3）根据首末端的某周期起始时刻，对该周期输电线首末端采样时间进行校正。本发明利用输电线双端过零点作为相位同步的依据，实现方式简单，且能够有效解决长距离输电线中电磁波传输速度带来的首末端相位差，特别适合需要以长距离输电线首末两端电压差为源数据的高级监测控制系统。

技术领域

本发明属于电力系统自动化技术领域，具体地说本发明涉及一种输电线双端瞬时电压的准同步测量方法。

背景技术

输电线电压瞬时值是反应系统稳定性的最主要的状态量，可以为安全调度、稳定控制等提供有力依据。因此准确测量输电线瞬时电压是电力系统稳定监视和控制的关键的基础性问题。特别是在需要获取输电线双端瞬时电压差的情况下，对双端采样的同步性要求极为严苛。

随着全球卫星定位系统(GPS)对民用开放，为全球各地提供了一个高精度时钟，它能保证两地间的时间误差在1μs以内，使输电线路两侧信号高精度同步采集有了保证。但是，根据电磁场理论，电磁波在输电线中需要传播时间，特别是在长距离输电线中其波形相位差尤为明显，每100km的输电线首末端相位差约为6°。因此，GPS同步时钟采样方法能虽然能保证采样时间上的同步性，但是无法保证采样相位上的同步性。

存在一种比较直观的同步相量测量方法，即过零检测法。该方法原理简单，容易实现，并且计算量小，响应速度快，但是其只能测量输电线电压频率和相位，在实际应用中，还需要其他方法配合才能测量输电线电压的幅值。并且，该方法是在假定输电线自有频率是稳定不变的前提下实现的，而实际系统中的电压频率是波动的，这样也给测量带来了误差。

在现实应用中，过零检测依赖GPS提供同步秒脉冲，但是仅此而已，并没有解决输电线的长度带来的相位误差问题。输电线具有一定的延展性，受输电线周围温度、湿度、风速、风向等外界因素和其本身输送电流发热等内部因素的影响，其长度并不能按照敷设长度准确预估。这同时使得利用预估长度对相位进行准确修正成为不可能。因此，有必要探索新的、有效的输电线双端瞬时电压的测量方法。

发明内容

本发明目的是：提供一种基于过零检测的输电线双端瞬时电压的准同步测量方法。该方法通过输电线首末端采样时间校正，实现了输电线首末端瞬时电压瞬时值的相位对齐。能够在保证长距离输电线两端采样时间上同步的同时，保证采样相位上的同步。

具体地说，本发明是采用以下技术方案实现的，包括以下步骤：

1)利用GPS脉冲作为广域基准时钟同步输电线双端的采样信号：

输电线双端的晶振输出的震荡信号经过整形、电平转换后变为适合TTL电路的电平信号，将获得的电平信号经过计数器分频后得到满足采样要求的时钟信号，并令时钟信号每隔1s被GPS输出的1PPS信号的上升沿同步一次，使之同步到UCT时间基准，并将其作为输电线双端的采样信号；

2)以步骤1)获得的采样信号作为基准时钟，利用过零检测方法获得输电线双端周期起始时刻：

利用同步采样信号作为基准时钟，记录输电线双端瞬时电压采样值；筛选记录的输电线双端瞬时电压采样值，获得各端各自的正向过零点附近的两个采样时刻值，并将两个采样时刻值的采样值的绝对值较小的那个采样值所对应的采样时刻值为各端各自的过零点时刻，作为各端电压瞬时值相应周期的起始时刻；

3)根据步骤2)获得的输电线双端周期起始时刻，以输电线末端为基准，修正输电线首端采样值序列。

上述技术方案的进一步特征在于，所述步骤3)的具体步骤是：