[发明专利]一种抗衰减直流分量干扰的同步相量测量方法及系统

说明书

本公开提供了一种抗衰减直流分量干扰的同步相量测量方法及系统，在待测信号上进行全波离散傅里叶变换，然后从其计算过程中提取四个半波离散傅里叶变换结果；基于所提取的四个半波离散傅里叶变换结果，计算出衰减直流分量在相量测量结果中造成的误差，并除去所述误差；能够解决电力系统发生故障时传统的基于离散傅里叶变换的同步相量测量算法无法应对故障信号中存在的衰减直流分量的问题。

技术领域

本公开属于同步相量测量技术领域，涉及一种抗衰减直流分量干扰的同步相量测量方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

对电力系统的运行状态进行监测是电力系统保护和控制的前提。同步相量的测量在电力系统运行状态监测中起到至关重要的作用，在输电网和配电网的故障识别中被广泛应用。高度互联的现代电力系统在发生故障后如果不能及时准确地将其识别，隔离以及清除，系统的安全稳定运行就会遭到威胁，这对电力系统同步相量的测量提出了更加严峻的挑战。离散傅里叶变换因其低计算负担，低延迟和易于实现成为了目前最广为使用的同步相量测量算法，但在电力系统发生故障后，其故障电流中可能含有衰减直流分量，这将在传统的基于离散傅里叶变换的同步相量测量结果中造成很大的误差。这是因为衰减直流分量的频谱覆盖整个频域，而且频率越低，其谱线幅值就越高，这就导致衰减直流分量的信息将出现在基频分量中，进而在相量测量结果中造成误差。

针对这一问题，已有一些研究对传统的基于离散傅里叶变换的同步相量测量算法做出了改进。这些改进算法大致可以分为三类：第一类算法先估计出衰减直流分量在相量测量结果中造成的误差，然后将其从中去除；第二类算法通过设计滤波手段将衰减直流分量从待测信号中滤除，然后再使用离散傅里叶变换进行相量测量；第三类算法基于传统离散傅里叶变换算法推导改进公式，再基于这些公式直接用待测信号测量出相量。这些改进算法在信号中含有衰减直流分量时相比传统的离散傅里叶变换实现了更高的精度，但它们仍有诸多缺陷：其一，一些改进算法只能应对某一类衰减直流分量提高相量测量精度，比如时间常数较大的衰减直流分量或时间常数限定于某一范围的衰减直流分量；其二，大部分改进算法只针对衰减直流分量问题，而缺乏抗噪声能力；其三，相当一部分改进算法使用复杂的数学操作提高相量测量精度，这使得算法给实际应用带来沉重的计算负担。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种抗衰减直流分量干扰的同步相量测量方法及系统，本公开能应对各种时间参数的衰减直流分量，具有良好的抗噪声性能，并且计算负担较轻，能解决电力系统发生故障时传统的基于离散傅里叶变换的同步相量测量算法无法应对故障信号中存在的衰减直流分量的问题。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种抗衰减直流分量干扰的同步相量测量方法，包括以下步骤：

在待测信号上进行全波离散傅里叶变换，然后从其计算过程中提取四个半波离散傅里叶变换结果；

基于所提取的四个半波离散傅里叶变换结果，计算出衰减直流分量在相量测量结果中造成的误差，并除去所述误差。

作为可选择的实施方式，在待测信号上进行全波离散傅里叶变换的具体过程包括：截取一段长度为一个基频周期的信号，将对截取的长度为一个基频周期的信号进行的全波离散傅里叶变换计算过程分为前后两段，每段长度为半个基频周期，分别进行计算。

作为进一步的限定，将前一半计算的结果取出，其值等于将前半段半个基频周期长度的信号进行传统半波离散傅里叶变换得到的结果，将后一半计算的结果取相反数，其值等于后半段半个基频周期长度的信号进行传统半波离散傅里叶变换得到的结果，将两次结果分别取共轭复数，得到前半段半个基频周期长度的信号进行基向量取共轭的半波离散傅里叶变换得到的结果，以及后半段半个基频周期长度的信号进行基向量取共轭的半波离散傅里叶变换得到的结果。