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专利号: 2014100360384
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于二分搜索的电网同步谐波相量测量方法,其步骤为:

A、数据采集与预处理

在一个测量周期内,采样器从安装于电网上的电压或电流互感器采集得到电网的电压信号或电流信号,数值信号处理器对采集得到电网的电压信号或电流信号作为输入信号,对输入信号进行离散傅里叶变换得到输入信号的频谱,并对频谱进行最小二乘拟合得到输入信号的频域信号;

B、数值信号处理器根据A步得到的输入信号的频域信号,分别计算出t1时刻输入信号的相位 和t2时刻的输入信号的相角 并利用公式 计算出电流的基波频率估计值及其K次谐波的频率估计值 其中t1、t2分别为间隔小于预计的基波周期的两个时刻,K表示谐波的次数、为大于等于2且小于等于20的整数;

C、对估计频率修正值提取

数值信号处理器根据K次谐波的频率估计值fk和A步得到的输入信号的频域信号,计算得到频率估计值fk对应的幅值Mk;同时,根据A步中的输入信号的频域信号分别计算得到fk-Δf=f1频率和fk+Δf=f3频率对应的幅值M1和M3;其中Δf为迭代频率间隙;

D、二分法迭代计算谐波相量

将频率估计值fk对应的幅值Mk、f1频率对应的幅值M1和f3频率对应的幅值M3,以幅值最大为目标,通过A步中的频域信号进行二分法迭代,得到迭代后的频率估计值fk’及其对应的幅值M’k,即测量出K次谐波的相量值。

2.如权利要求1所述的基于二分搜索的电网同步谐波相量测量方法,其特征在于:所述的步骤D中以幅值最大为目标,通过A步中的频域信号进行二分法迭代的具体做法是:将计算得到的频率估计值fk对应的幅值Mk、f1频率对应的幅值M1和f3频率对应的幅值M3进行比较:D1、如果幅值Mk最大:

并且幅值M1为最小,则令f1=fk,M1=Mk,并将fk与f3之和的二分之一赋值给fk,f3保持不变;根据更新后的频率估计值fk和A步中的频域信号重新计算其幅值,得到更新的幅值Mk;

或者幅值M3为最小,则令f3=fk,M3=Mk,并将f1与fk之和的二分之一赋值给fk,f1保持不变;根据更新后的频率估计值fk和A步中的频域信号重新计算其幅值,得到更新的幅值Mk;

D2、如果M3幅值最大:

若f1与fk未经过迭代运算,则直接将f3与f1之和的二分之一赋值给f3;否则,f1与fk分别返回上次迭代运算前的值,并将f3与f1之和的二分之一赋值给f3;

将更新后的频率估计值f1、fk与f3根据A步中的频域信号重新计算其幅值,得到更新的幅值M1、Mk与M3;

D3、如果M1幅值最大:

若fk与f3未经过迭代运算,则直接将f1与f3之和的二分之一赋值给f1;否则,fk与f3分别返回上次迭代运算前的值,并将f1与f3之和的二分之一赋值给f1;

将更新后的频率估计值f1、fk与f3根据A步中的频域信号重新计算其幅值,得到更新的幅值M1、Mk与M3;

D4、计算误差比精度λ, 其中max{M1,Mk,M3}表示M1、Mk、M3中的最大值;min{M1,Mk,M3}表示M1、Mk、M3中的最小值;

当误差比精度λ≥λ0时,λ0为设定的误差比精度的阈值,重复D1~D3的操作;否则,结束操作,得到的频率估计值fk及其对应的幅值Mk即为测出的K次谐波的相量值。