一种基于克拉克变换的同步相量测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109444539A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811449545.5(22)申请日2018.11.29(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市金牛区二环路北一段111号(72)发明人符玲雷煜民潘晨玥熊思宇李小鹏麦瑞坤(74)专利代理机构成都弘毅天承知识产权代理有限公司51230代理人杨保刚(51)Int.Cl.G01R25/00(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图2页(54)发明名称一种基于克拉克变换的同步相量测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，属于电力系统领域，首先提取三相信号，进行采样和离散傅里叶变换后得到三相信号基波的相量测量预估计值；然后左乘克拉克变换矩阵，进行降维处理，再根据数学变换关系消除相量测量预估计值中的负两倍频分量，得到消除了二次脉动误差后的DFT测量结果；最后利用DFT测量结果建立时域内的秦勒动态相量模型，求得电力信号基波分量时变特性的各阶导数值，再经过相移操作得到电网当前时刻的相量测量结果，解决了现有同步相量测量方法在电力环境存在动态振荡时，由于负两倍频分量造成二次脉动误差，对同步相量测量的精度和稳定性造成较大影响的问题。CN109444539ACN109444539A权利要求书1/4页1.一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：提取三相电压/电流信号，进行采样和离散傅里叶变换后，得到三相信号基波的相量测量预估计值：步骤2：在相量测量预估计值的基础上，左乘克拉克变换矩阵，进行降维处理，再根据数学变换关系消除相量测量预估计值中的负两倍频分量，得到消除了二次脉动误差后的DFT测量结果；步骤3：利用步骤2得到的DFT测量结果，建立时域内的秦勒动态相量模型，求得电力信号基波分量时变特性的各阶导数值，再经过相移操作得到电网当前时刻的相量测量结果。2.根据权利要求1所述的一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：步骤1.1：利用电压互感器或电流互感器提取电网中的三相电压/电流信号xabc(t)；步骤1.2：以定采样频率fs对三相电压/电流信号xabc(t)进行采样，得到三相信号的离散化序列xabc(n)，其中，n＝tfs，n表示各采样点数，fs表示采样频率；步骤1.3：以相同的滤波频率ω0＝2πf0/fs，分别对三相信号的离散化序列xabc(n)进行离散傅里叶变换，得到三相信号基波的相量测量预估计值，分别为：3.根据权利要求2所述的一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，其特征在于，所述步骤1.3的具体步骤为：步骤1.3.1：对三相信号的离散化序列xabc(n)进行数学拆分，得到：步骤1.3.2：以滤波频率ω0＝2πf0/fs，利用矩形窗h(n)对离散化序列xabc(n)中的电力信号进行加窗处理，再对得到的数据窗序列进行离散傅里叶变换，得到电力信号的相量测量预估计值，即A相信号基波的相量测量预估计值：其中，tm表示数据窗中心时刻，tref表示参考时刻，lm表示第m个采样点与参考时间间隔内采样点的数量，k表示秦勒级数的阶数，2CN109444539A权利要求书2/4页泰勒系数矩阵A的表达式为：A＝[α(0)，...，α(k)，...，α(K)]，常数项矩阵C的表达式为：CKω＝[H(0，l，-2ω0)，...H(k，l，-2ω0)，...，H(K，l，-2ω0)]，常数项矩阵D的表达式为：DKω＝[H(0，l，0)，...，H(k，l，0)，...，H(K，l，0)]，其中，步骤1.3.3：由欧拉公式可知，电力信号和的欧拉展开式分别为：和根据步骤1.3.2电力信号的相量测量预估计值，得到电力信号的相量测量预估值为步骤1.3.4：根据步骤1.3.2和1.3.3，得到三相信号的相量测量预估计值：步骤1.3.5：根据步骤1.3.2的公式，再对B相信号基波和C相信号基波分别进行离散傅里叶变换，得到和即为三相信号基波的相量测量预估计值。4.根据权利要求1所述的一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤为：步骤2.1：对相量测量预估计值左乘克拉克变换矩阵T，将3×1维的矩阵转化为2×1维的矩阵步骤2.2：根据数学变换关系消除相量测量预估计值中的负两倍频分量，得到消除了二次脉动误差后的DFT测量结果。5.根据权利要求4所述的一种基于克拉克变换的同步相量测量方法，其特征在于，所述步骤2.1的具体步骤为：步骤2.1.1：根据步骤1得到的三相信号的相量测量预估计值其零频分量提供一定*偏移量的基准值，由DKω·A表示，其负两倍频分量提供二次脉动偏移误差，由CKω·A表示；步骤2.1.2