[发明专利]一种低频振荡下的动态同步相量测量方法和装置

说明书

本发明公开了一种低频振荡下的动态同步相量测量方法和装置，方法包括步骤：先获得目标点的电压或电流构成离散序列；确定2N+1个数据构成采样矩阵；根据系数矩阵模板计算出t时刻的系数矩阵；基于采样矩阵和系数矩阵计算出辅助矩阵；基于辅助矩阵计算目标点的信号初相角、低频振荡角频率及电力信号瞬时幅值；最后输出测量结果。本测量方法在仅有幅值或者相位的低频振荡下同样可以满足IEEE Std C37.118.1supgt;TM/supgt;‑2011的测量标准对3％TVE要求；面对理想信号的幅值和相位同时低频振荡的工况，能满足IEEE Std C37.118.1supgt;TM/supgt;‑2011的测量标准对3％TVE要求，相比仅有幅值和相位调制的方法，基波幅值和相角测量误差更小。

技术领域

本发明涉及智能变电站二次系统技术领域，具体涉及一种低频振荡下的动态同步相量测量方法和装置。

背景技术

随着电力电子设备在现代电网中的广泛应用以及分布式发电大规模并网，此时很有可能发生发电机的自动调节器与实际响应时间不匹配，从而导致低频振荡等干扰事件发生的频率越来越频繁，这对电网的动态安全监测提出了一系列新的挑战。因此，数据监控与采集系统和相量测量单元受到了国内外广泛关注。传统的监控与数据采集系统由于没有统一的时间，导致难以及时同步数据，并且该系统主要关注电力系统的稳态状态监测，因此，无法对电力系统进行实时动态分析。

而现有的广域测量系统和相量测量单元具有全球定位系统的绝对时间，可以用于实时采集同步相量数据。良好的同步相量测量方法还能够准确监测电网电压信号，从而更好地保证电力系统的安全稳定运行。现有的同步相量测量方法大致分为两类，一类是采用离散傅立叶变换为代表的静态方法，以其计算量小、速度快、谐波抑制性能高等优点，在同步相控技术中得到了最广泛的应用，但在各种系统故障和负载不平衡，基频会偏离标称频率，当时间窗函数的宽度不再是工频的整数倍时，结果中会出现频谱泄漏和栅栏效应，这将导致明显的测量误差。另一类是泰勒展开模型法的动态方法，解决了在故障情况下出现频谱泄漏和栅栏效应的问题，主要有幅值的低频振荡泰勒展开模型方法和相位的低频振荡泰勒展开模型方法。

虽然通过泰勒展开模型法实现了因为幅值或者相位的低频振荡引起的频谱泄露和栅栏效应，但该方法的参数设计较复杂且难以保证方法的响应时间满足测量标准，在实际工程中幅值和相位几乎都会发生低频振荡，并且当幅值和相位同时发生低频振荡时，泰勒模型法测量同步相量的误差较大。而计及幅值和相位同时低频振荡的同步相量测量方法，其改进的泰勒模型能够处理幅值和相位同时低频振荡的各个动态工况，在运算量、响应时间、抗噪能力、测量精度等方面具有较好的性能体现。

因此有必在幅值或者相位发生低频振荡的基础上设计一种幅值和相位同时发生低频振荡的模型，改进基于泰勒展开模型幅值调制和相位调制的动态同步相量测量方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：当幅值和相位同时发生低频振荡时，现有的同步相量测算方法测量精度急剧下降，难以满足同步相量测量要求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低频振荡下的动态同步相量测量方法和装置。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明提供一种低频振荡下的动态同步相量测量方法，包括以下步骤：

S1、获取目标点的电压或电流，由目标点的电压或电流构成离散序列x(n)；

S2、确定一个工频采样周期内采样点的个数N，选取离散序列x(n)中t时刻数据、t时刻前的N个数据和t时刻后的N个数据构成采样矩阵[X]；

S3、根据系数矩阵[Z_x]模板计算出t时刻的系数矩阵[Z_x]；

S4、基于采样矩阵[X]和系数矩阵[Z_x]计算出辅助矩阵[Y]；