[发明专利]一种基于电压有效值序列的电压暂降波形点检测方法

说明书

本发明提供一种基于电压有效值序列的电压暂降波形点检测方法，通过计算每一个样本向前过去取一个周期的滑窗所计算出的均方根值，以及向未来取一个周期的滑窗所计算出的均方根值，将二者相减后取绝对值后得到一个称为有效值绝对差分的值，根据有效值差分在起始点和结束点最大的特点，即可找出正确的起始点和结束点对应的采样点位置，将传统的有效值阈值法进行了改进，从而可以提高电压暂降波形点检测的准确性。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体是一种基于电压有效值序列的电压暂降波形点检测方法。

背景技术

电压暂降：电压暂降定义为供电电压有效值在短时间内突然下降又回升并且恢复正常的现象。电力系统中这种现象的持续时间多数情况在0.1到1.5s之间。电压暂降大致上可看作二维的电磁扰动，它的两个维度分别是电压降的幅值和持续时间。在描述电压暂降时经常用到残压这个概念，它是指电压暂降的过程中，电压有效值的最小值。它可以用有名值或相对于参考电压的标幺值表示。国际电工委员会(IEC)将电压暂降定义为幅值下降到额定值的90％到1％；国际电气与电子工程师协会(IEEE)则把电压暂降定义为幅值下降到额定值的90％到10％，并且其典型的持续时间应该为5～30个周期。

电压暂降波形点：电压暂降波形点可分为起始点和结束点，它们分别是电压在发生暂降和结束暂降的点在所对应的相角值。起始点对应于发生电压暂降前电压的相位角，它是以暂降前电压的最后一个正向过零点为参考开始测量的，这个点是从暂降前电压到暂降电压的过渡阶段的开始。类似地，结束点是以发生电压暂降后电压的第一个正向过零点为参考测量电压的相位角，这个点是从暂降电压到暂降后电压过渡阶段的结束。起始点和结束点通常以度或弧度表示。波形点的定义如图1所示。

电力系统中的很多电力电子设备对于瞬时的电能质量扰动相当敏感，所以电压暂降很容易引起设备无法正常工作，这往往对用户造成难以估量的损失。电力电子设备作为时代发展的产物，如今已大量通入到现代化的工业生产中。一旦这些设备因电压暂降的发生而无法正常工作或者停止工作，整个生产线都会受到牵连，这可能会造成设备停产，产品报废，工具损坏，生产工期的延长等危害，所以电压暂降对各种设备和各行业都会产生影响。

在现有的标准中，电压的有效值(RMS)和持续时间被认为是电压暂降的两个基本特征。这些标准很少考虑电压暂降的其他特征并且经常简单地忽略其他的关于电压暂降的信息。但是，某些特定类型设备的正常工作将被其他特征所影响(例如相位跳变和波形点的导致敏感设备非正常工作)。如果不考虑或者不了解所有存在影响的其他特征，那么在评估设备敏感性时很可能难以得出准确结论。而且如果不能准确检测波形点也就不能准确得出电压暂降的起止时刻，那么测得的持续时间也是不准确的。所以研究电压暂降的波形点是很有必要的。

现有的标准中通过有效值阈值法来判定电压暂降的起止，即通过有效值阈值法寻找电压暂降的波形点。

所谓有效值阈值法，就是设定一个阈值δ，以此阈值进行波形点检测。在现有的标准中，阈值被规定为稳态电压有效值的90％，由于只考虑电压暂降最严重的那一相，此阈值实际上为该相稳态电压有效值的90％。对于暂降最严重相，当检测到其有效值低于阈值δ的采样点时，算法触发，将有效值低于阈值的第一个点输出，作为起始点所在的采样点；在检测到波形起始点之后，再检测到其有效值大于阈值的采样点时，算法再次触发，将有效值恢复到阈值之上的第一个点输出，作为结束点所在的采样点。

有效值阈值法将稳态电压的90％作为阈值作为检测波形点的依据，但真正的波形点所在的位置应该是电压瞬时值发生暂降和结束暂降的位置，这与阈值为90％的点显然是不同的点，所以传统的波形点检测结果是不够准确的。

发明内容