專利名稱：基波相量的準(zhǔn)確補(bǔ)償系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及對(duì)應(yīng)于電力系統(tǒng)中的電壓和電流波形的相量的計(jì)算，這些相量被用作例如作為該電力系統(tǒng)的數(shù)字式保護(hù)繼電器的輸入，更具體地涉及當(dāng)實(shí)際電力系統(tǒng)信號(hào)頻率不同于它的額定頻率時(shí)用于補(bǔ)償這樣計(jì)算出的相量的系統(tǒng)和方法，否則會(huì)導(dǎo)致這些相量出錯(cuò)。
背景技術(shù)：
在基于微處理器的保護(hù)繼電器中，例如用于保護(hù)電力系統(tǒng)的繼電器，典型地用一對(duì)數(shù)值濾波器來(lái)計(jì)算代表電力系統(tǒng)電壓和電流波形的基波成分相量的復(fù)數(shù)。這些相量被保護(hù)繼電器用于執(zhí)行它對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)功能。數(shù)值濾波器被設(shè)計(jì)為使得它們的輸出波形是正交的，其降低波形諧波和DC偏置的影響。典型地，在這個(gè)設(shè)置中使用數(shù)字式有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。一個(gè)FIR濾波器輸出代表該相量的復(fù)數(shù)的實(shí)部，而另一個(gè)FIR濾波器的輸出代表該復(fù)數(shù)的虛部。
設(shè)計(jì)濾波器使得在電力系統(tǒng)的額定頻率，即取決于特定的國(guó)家的60或者50Hz，每個(gè)濾波器的增益是單位增益，并且兩個(gè)輸出之間的相位角是90°，即正交的。但是，當(dāng)實(shí)際的電力系統(tǒng)頻率不同于額定頻率時(shí)，該相量(由這兩個(gè)濾波器生成)的幅值和相位角都將有誤差；實(shí)際功率信號(hào)頻率越偏離該額定頻率，這些誤差就變得越大。相量中有誤差是不理想的，因?yàn)樗鼈兡軌驅(qū)е卤Ｗo(hù)繼電器的性能上的誤差/性能差。
盡管已知有不同的技術(shù)并已經(jīng)用它們補(bǔ)償實(shí)際頻率與額定頻率之間的不同所導(dǎo)致的基波成分相量的誤差，一種熟知的并經(jīng)常被使用的技術(shù)，通常被稱為頻率跟蹤，基于實(shí)際和額定頻率之間的線性差分來(lái)調(diào)整輸入功率信號(hào)的每個(gè)周期(采樣頻率)的采樣數(shù)量。測(cè)量輸入功率信號(hào)的頻率(實(shí)際電力系統(tǒng)頻率)并依此調(diào)整采樣頻率。
另一技術(shù)，基于固定的采樣率，在Premerlani的美國(guó)第6141196號(hào)專利中作了描述，其通過(guò)引入兩個(gè)校正因數(shù)來(lái)校正從濾波系統(tǒng)獲得的相量，在Premerlani中稱作ε1和ε2。校正因數(shù)被用在下面的方程式中，其中Zm等于校正后的相量，Xm是被測(cè)(實(shí)際)相量。
Zm‾(1+ϵ2-ϵ1)Xm‾]]>Premerlani的ε1和ε2值是用Premerlani中陳述的特定的方程式計(jì)算出來(lái)的，包括實(shí)際(被測(cè))的系統(tǒng)頻率和額定頻率的值。但是，Premerlani技術(shù)，在對(duì)由于頻差所引起的相量誤差進(jìn)行一些校正的同時(shí)，還是會(huì)得到含有一些誤差的相量。誤差的量值隨著頻差的增加而增加。此外，Premerlani技術(shù)只能應(yīng)用于全周期傅里葉型FIR濾波器。它不能用于其它FIR濾波器，例如余弦濾波器。
因此，需要有一種當(dāng)被測(cè)的電力系統(tǒng)頻率不同于額定頻率時(shí)為相量提供準(zhǔn)確補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償系統(tǒng)，更進(jìn)一步，這種補(bǔ)償系統(tǒng)在寬范圍的頻差上提供這種準(zhǔn)確補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是一種用于確定來(lái)自系統(tǒng)的信號(hào)波形的準(zhǔn)確的基波相量的系統(tǒng)和相應(yīng)的方法，例如來(lái)自電力系統(tǒng)的功率信號(hào)波形，其中在時(shí)間的給定時(shí)刻所述系統(tǒng)的這個(gè)波形的額定頻率與該波形的實(shí)際頻率之間有差異，包括用于確定被測(cè)相量的電路，包括實(shí)部和虛部，代表信號(hào)波形，不需調(diào)整波形的頻率，其中如果波形的實(shí)際頻率不同于額定頻率則被測(cè)相量含有誤差；用于確定該系統(tǒng)中波形的實(shí)際頻率和實(shí)際頻率與額定頻率之間的頻差的電路；以及用于通過(guò)將被測(cè)相量的實(shí)分量和虛分量與預(yù)先選定的2乘2補(bǔ)償矩陣相乘確定考慮了所述頻差的包括所述波形的實(shí)部和虛部的實(shí)際相量的電路。


圖1示出了在時(shí)域上表示的相量濾波系統(tǒng)的示意圖。
圖2表示z域上表示的相量濾波系統(tǒng)。
圖3是本發(fā)明的頻率補(bǔ)償原理的示意圖。
圖4-7是在選定的頻率范圍上的全周期余弦濾波器的補(bǔ)償因數(shù)的曲線圖。
圖8是使用儲(chǔ)存的四個(gè)補(bǔ)償矩陣元素的本發(fā)明的補(bǔ)償系統(tǒng)的示意圖。
圖9是對(duì)這四個(gè)補(bǔ)償矩陣元素使用多項(xiàng)式回歸的本發(fā)明的頻率補(bǔ)償系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如上面簡(jiǎn)要論述的那樣，一對(duì)正交濾波器，通常是數(shù)字有限響應(yīng)(FIR)濾波器，被用于生成代表電力系統(tǒng)的電壓和電流波形的基波成分相量。這些相量隨后被數(shù)字式保護(hù)繼電器用于確定電力系統(tǒng)的故障狀態(tài)，并在必要的時(shí)候，提供跳閘動(dòng)作。FIR濾波器是一種具有在某一有限時(shí)間間隔之外為零的脈沖響應(yīng)的數(shù)字濾波器。利用該技術(shù)的數(shù)字濾波器包括傅里葉和余弦濾波器。FIR濾波器的各獨(dú)立系數(shù)被典型地選擇為使得在電力系統(tǒng)的額定頻率下每個(gè)濾波器的增益都是單位(1)并且在額定頻率下正交濾波器的兩個(gè)輸出之間的相位角為90°。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法針對(duì)當(dāng)電力系統(tǒng)的實(shí)際頻率不同于額定頻率時(shí)對(duì)計(jì)算得到的相量進(jìn)行補(bǔ)償。額定頻率典型地是60Hz或者50Hz，取決于該電力系統(tǒng)所在的國(guó)家。電力系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為在它的額定頻率下運(yùn)行。但是在有些情況下，由于系統(tǒng)狀態(tài)受到嚴(yán)重干擾，額定電力系統(tǒng)頻率與實(shí)際頻率之間會(huì)有相當(dāng)大的差異(差不多10Hz)。
本發(fā)明使用計(jì)算出的相量的笛卡爾分量的線性變換來(lái)提供準(zhǔn)確頻率補(bǔ)償。這可以用于任何包括兩個(gè)正交FIR濾波器，具體包括傅里葉和余弦濾波器的濾波系統(tǒng)，但是其它FIR濾波器或者它們的組合也可以。因此它具有適用性廣泛的優(yōu)點(diǎn)。
響應(yīng)于來(lái)自電力系統(tǒng)的輸入電壓和/或電流波形的兩個(gè)正交的濾波器之一的輸出，被稱為“余弦(cosine)”部分，由系統(tǒng)的(a)系數(shù)表示并提供得到的計(jì)算出的相量的實(shí)部，而另一個(gè)濾波器的輸出，稱為“正弦(sine)”部分，由(b)系數(shù)表示并提供計(jì)算出的相量的虛部。這兩個(gè)濾波器的輸出的組合是代表著電壓或者電流輸入波形的基波的被測(cè)相量。
這兩個(gè)濾波器將有N個(gè)系數(shù)，對(duì)應(yīng)于在一個(gè)數(shù)據(jù)窗口內(nèi)被處理的輸入波形(例如，電壓或者電流)的采樣數(shù)量。典型地，N將是12、16、24或者32。
通常，使用下面的公式來(lái)計(jì)算電壓/電流輸入波形的被測(cè)相量，在時(shí)域中X‾mes=Σk=0N-1[x(k·ΔT)](ak+jbk)---(1)]]>這是由圖1所示的系統(tǒng)執(zhí)行的，包括以選定的比率 在波形上，例如電壓或者電流波形，進(jìn)行操作的采樣電路10。采樣(其中最新的N個(gè))被保存在表格12中并接著被計(jì)算電路14用方程式(1)進(jìn)行處理以生成結(jié)果相量，稱為被測(cè)相量。這是慣例。同一個(gè)方程式可以在z域中被表示出來(lái)，它通常用于表達(dá)數(shù)字濾波器的操作X‾mes=Σk=0N-1[x((N-1-k)·ΔT)](aN-1-k+jbN-1-k)z-k---(2)]]>這是由圖2所示的系統(tǒng)執(zhí)行的，包括采樣電路16和被保存的值(最新的N個(gè)采樣)的結(jié)果表格18，接著計(jì)算電路20使用方程式(2)對(duì)其進(jìn)行操作，以生成z域中的被測(cè)相量。這也是慣例。
電力系統(tǒng)的額定頻率與實(shí)際頻率之間的頻差在本文中被稱為Δω。具有Δω的波形可以被如下定義x(t)＝Acos[(ω0+Δω)t+] (3)x(t)的準(zhǔn)確的(補(bǔ)償?shù)?相量是由下面的復(fù)數(shù)得到的X＝AeJ(4)其中X是具有幅值A(chǔ)和相角的正確的或者準(zhǔn)確的相量，幅值A(chǔ)是正確波形的最大值，相角在當(dāng)前的表達(dá)式中是常數(shù)項(xiàng)(ω0+Δω)t+ (5)如果將方程式(3)表示為指數(shù)形式 則被測(cè)相量等于 參考方程式(4)，方程式(7)可以被進(jìn)一步如下表達(dá)
X‾mes=X‾Σk=0N-1ej[(ω0+Δω)kΔT]2(ak+jbk)+X‾*Σk=0N-1e-j[(ω0+Δω)kΔT]2(ak+jbk)---(8)]]>則可以用兩個(gè)指定的校正因數(shù)P和Q將被測(cè)相量表示為準(zhǔn)確相量的函數(shù)Xmes＝PX+QX*(9)校正因數(shù)P和Q是波形的各項(xiàng)中的頻差(偏移)Δω的函數(shù)，被定義如下P(Δω)=12Σk=0N-1ej(ω0+Δω)kΔT(ak+jbk)---(10)]]>Q(Δω)=12Σk=0N-1e-j(ω0+Δω)kΔT(ak+jbk)---(11)]]>對(duì)于特定的頻差Δω，P和Q是常復(fù)數(shù)，其值取決于等于1/ΔT的采樣頻率，和被稱為ak和bk的兩個(gè)FIR濾波器的(a)和(b)系數(shù)。ak和bk這兩個(gè)系數(shù)是常實(shí)數(shù)而且與所使用的濾波器的類型有關(guān)。
如果將校正因數(shù)P和Q用實(shí)部和虛部表示出來(lái)，則P＝PR+jPI和Q＝QR+jQI和Xmes＝Xmes_R+jXmes_I和X＝XR+jXI，則可以在準(zhǔn)確相量(X，實(shí)部和虛部)的項(xiàng)中將被測(cè)相量(Xmes，實(shí)部和虛部)中的笛卡爾分量表示如下Xmes_RXmes_I=(PR+QR)(QI-PI)(PI+QI)(PR-QR)·XRXI---(12)]]>則在計(jì)算出2乘2的逆矩陣之后，可以將準(zhǔn)確的(或者正確的)相量分量表示為被測(cè)相量分量的線性變換，如下XRXI=(PR+QR)(QI-PI)(PI+QI)(PR-QR)-1·Xmes_RXmes_I---(13)]]>或者XRXI=A(Δω)B(Δω)C(Δω)D(Δω)·Xmes_RXmes_I---(14)]]>以及A(Δω)B(Δω)C(Δω)D(Δω)=(PR+QR)(QI-PI)(PI+QI)(PR-QR)-1---(15)]]>方程式14(和圖3)將本發(fā)明的系統(tǒng)表示如下如果使用一對(duì)FIR濾波器在不同于額定頻率的頻率下以每個(gè)順序N來(lái)測(cè)量例如電壓或者電流的正弦波的相量，則能夠通過(guò)將線性變換應(yīng)用到被測(cè)相量的笛卡爾坐標(biāo)來(lái)確定準(zhǔn)確的(正確的)相量。線性變換是用被方程式(15)定義的校正矩陣完成的。對(duì)于給定的頻差，通過(guò)用方程式(10)和(11)計(jì)算P和Q的值和接著如方程式(15)所示對(duì)矩陣求逆，很容易得到校正矩陣中的A、B、C、D四個(gè)實(shí)數(shù)。無(wú)論該電力系統(tǒng)的系統(tǒng)實(shí)際頻率(在任何時(shí)刻)與額定頻率之間的頻差分別是多少，該結(jié)果都是準(zhǔn)確相量，沒有任何誤差。
如上面所述，校正因數(shù)P和Q的準(zhǔn)確確定需要確定輸入信號(hào)的實(shí)際頻率。這可以用多種技術(shù)來(lái)完成。在G.Phadke、J.S.Thorp、M.G.Adamiak于1983年五月發(fā)表在IEEE學(xué)報(bào)的Power Apparatus and Systems中，第PAS-102卷，第5號(hào)，標(biāo)題為“New Measurement Technique forTracking Voltage Phasors Local System Frequency and Rate of Change ofFrequency”的文章中陳述了一些例子，這篇文章的內(nèi)容作為參考結(jié)合在本文中。此外，可以使用不同的已知頻率測(cè)量技術(shù)來(lái)確定電力系統(tǒng)的實(shí)際頻率。
在圖3中一般性地示出了本發(fā)明的系統(tǒng)。在20，以1/ΔT的速率對(duì)輸入信號(hào)x(t)進(jìn)行采樣，最新的N個(gè)采樣保存在表格22中。接著在24用方程式(1)對(duì)被保存的采樣進(jìn)行處理，并被施加到計(jì)算電路26的一個(gè)輸入27。在28確定輸入信號(hào)X(t)的實(shí)際頻率，差頻被用作計(jì)算電路26的輸入29，以確定準(zhǔn)確的相量，接著由保護(hù)繼電器來(lái)使用這個(gè)準(zhǔn)確的相量，例如，在它的保護(hù)功能中。
上面的補(bǔ)償是通用的補(bǔ)償方法，即，它可以被用于各種FIR濾波器對(duì)。
在第一個(gè)特定例子中，對(duì)于全周期數(shù)字式傅里葉變換濾波器對(duì)，F(xiàn)IR濾波器的系數(shù)是由下面的公式提供的ak+jbk=2Ne-j2πkN=2N(cos2πkN+jsin2πkN),k=0,1,…N-1---(16)]]>正弦波例如電壓或者電流波形的被測(cè)相量是由下面公式提供的X‾mes=2NΣk=0N-1[x(k·ΔT)]e-j2πkN---(17)]]>
如果接著用方程式(5)和(6)來(lái)計(jì)算相應(yīng)的校正因數(shù)，則以下用PDFT和QDFT表示，下面結(jié)果PDFT=PDFT_R+jPDFT_I=1NsinNθ1sinθ1ej(N-1)θ1---(18)]]>和QDFT=QDFT_R+jQDFT_I=1NsinNθ2sinθ2e-j(N-1)θ2---(19)]]>θ1和θ2是通過(guò)下面的計(jì)算來(lái)確定的θ1=ΔωΔT2---(20)]]>θ2=ΔωΔT+4πN2---(21)]]>第二個(gè)例子是用于具有全周期DFT的半個(gè)數(shù)字窗口的半周期數(shù)字式傅里葉變換(DFT)濾波器對(duì)。相應(yīng)的FIR濾波器的系數(shù)是ak+jbk=4Ne-j2πkN,k=0,2,...N/2-1---(22)]]>被測(cè)相角由下式提供X‾mes=4NΣk=0N/2-1[x(k·ΔT)]e-j2πkN---(23)]]>接著還用方程式(5)和(6)來(lái)計(jì)算用PHDFT和QHDFT表示的關(guān)于半周期DFT濾波器的兩個(gè)校正因數(shù)P和QPHDFT=2NsinN2θ1sinθ1ej(N2-1)θ1---(24)]]>QHDFT=2NsinN2θ2sinθ2e-j(N2-1)θ2---(25)]]>其中θ1和θ2的定義如方程式(20)和(21)。
在第三個(gè)例子中，對(duì)于全周期余弦濾波器對(duì)，被測(cè)相量是由下面方程式提供的X‾mes=2NΣk=0N-1x(k·ΔT)-jx((k+N4)ΔT)cos2πkN---(26)]]>全周期余弦濾波器的P和Q兩個(gè)校正因數(shù)，Pcos和Qcos也是由方程式(20)和(21)確定的
Pcos=12N[1-jejN4(ω0+Δω)ΔT]·[sinNθ1sinθ1ej(N-1)θ1]·[sinNθ2sinθ2ej(N-1)θ2]---(27)]]>Qcos=12N[1-je-jN4(ω0+Δω)ΔT]·[sinNθ1sinθ1e-j(N-1)θ1]·[sinNθ2sinθ2e-j(N-1)θ2]---(28)]]>因此，在已經(jīng)選擇了特定的濾波器裝置之后，確定那些濾波器的濾波器系數(shù)，接著確定P和Q校正因數(shù)，用于額定頻率與實(shí)際頻率之間的特定頻差。其后可以確定補(bǔ)償矩陣中的四個(gè)數(shù)A、B、C、D以得到準(zhǔn)確的相量。
經(jīng)過(guò)上面的處理，可以對(duì)幾個(gè)頻差(Δf)預(yù)先計(jì)算出這些數(shù)，接著將其在預(yù)定的頻差范圍上繪制出來(lái)。圖4-7分別代表全周期余弦濾波器的矩陣的四個(gè)數(shù)(元素)A、B、C、D，覆蓋在40-80Hz(-20Hz至+20Hz)的頻率范圍(實(shí)際頻率)上的曲線圖，其中濾波器系統(tǒng)每周期的采樣數(shù)量(N)是16，系統(tǒng)采樣頻率是960Hz。
這幾個(gè)選定頻率的四個(gè)元素的值可以被保存在表格中，不同表格值之間的頻差Δf的特定值的各元素值是使用插值法來(lái)確定的。一旦確定了Δf，就能夠很快地得到A、B、C、D的正確值。每次計(jì)算出準(zhǔn)確的相量都把對(duì)那些值的計(jì)算保存下來(lái)。這在圖8的系統(tǒng)中被示出，其中實(shí)際頻率被測(cè)是在30進(jìn)行的，其中Δf范圍內(nèi)的A、B、C、D各元素值被保存在表格32-35中。選定的元素值被送到計(jì)算電路38，它執(zhí)行上面論述的對(duì)被測(cè)相量Xmes的計(jì)算以生成準(zhǔn)確的相量X。被測(cè)相量是如圖1那樣，用采樣過(guò)程40、采樣值表格46和計(jì)算電路48確定的。計(jì)算電路48的輸出被應(yīng)用到計(jì)算電路38。計(jì)算電路38的輸出是準(zhǔn)確相量，具有實(shí)分量XR和虛分量jXI。
可替代地，A、B、C、D四個(gè)元素的值能夠用m階的多項(xiàng)式表達(dá)出來(lái)，其中m典型地等于3或者更高。多項(xiàng)式回歸分析把補(bǔ)償矩陣元素表示如下A＝a4Δf4+a3Δf3+a2Δf2+a1Δf1+a0Δf0(29)B＝b4Δf4+b3Δf3+b2Δf2+b1Δf1+b0Δf0(30)C＝c4Δf4+c3Δf3+c2Δf2+c1Δf1+c0Δf0(31)D＝d4Δf4+d3Δf3+d2Δf2+d1Δf1+d0Δf0(32)
用于根據(jù)在特定頻差的被測(cè)相量來(lái)確定準(zhǔn)確的相量的系統(tǒng)如圖9所示。頻差Δf，是由圖9中的部件50確定的，被應(yīng)用于內(nèi)部保存著所使用的特定濾波器對(duì)的多項(xiàng)式系數(shù)的表格54-57中。然后計(jì)算出補(bǔ)償矩陣的元素A、B、C、D。這四個(gè)補(bǔ)償元素值與被測(cè)相量Xmes一起被用作計(jì)算電路58的輸入。電路58的輸出是準(zhǔn)確的(正確的)相量，包括實(shí)分量XR和虛分量jXI。
上面的系統(tǒng)和方法使用被測(cè)相量和電力系統(tǒng)的實(shí)際頻率與額定頻率之間的頻差得到準(zhǔn)確的相量值。該系統(tǒng)提供在頻差(Δf)范圍內(nèi)的準(zhǔn)確的結(jié)果。當(dāng)有多于一個(gè)準(zhǔn)確的波形相量要確定時(shí)，在給定的系統(tǒng)中用已知的Δf，僅需要計(jì)算一次補(bǔ)償元素。同樣的值可以被用于該系統(tǒng)中所有被測(cè)相量。
盡管為了舉例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，應(yīng)該理解，可以在該實(shí)施例中結(jié)合不同的改變、修改和替代，而不會(huì)脫離下面的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種用于確定來(lái)自一系統(tǒng)的信號(hào)波形的準(zhǔn)確基波相量的系統(tǒng)，其中所述信號(hào)波形來(lái)自的系統(tǒng)在給定時(shí)刻其所述波形的額定頻率與所述波形的實(shí)際頻率之間存在差異，所述系統(tǒng)包括用于確定被測(cè)相量的電路，該被測(cè)相量包括實(shí)部和虛部，代表著所述信號(hào)波形，而不需要調(diào)整所述波形的頻率；用于確定所述系統(tǒng)中的所述波形的所述實(shí)際頻率和所述實(shí)際頻率與所述額定頻率之間的頻差的電路；以及用于通過(guò)將所述被測(cè)相量的所述實(shí)部和虛部與預(yù)先選擇的2乘2的補(bǔ)償矩陣相乘確定考慮所述頻差的包括所述波形的實(shí)部和虛部的實(shí)際相量的電路。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述矩陣包括均為實(shí)數(shù)的四個(gè)元素。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述波形是來(lái)自電力系統(tǒng)的電壓和電流波形，并且其中所述相量被用于所述電力系統(tǒng)的保護(hù)繼電器中。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償矩陣被用于所述被測(cè)相量的笛卡爾坐標(biāo)的線性變換。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述補(bǔ)償矩陣是由下面的表達(dá)式定義的XRXI=A(Δω)B(Δω)C(Δω)D(Δω)·Xmes_RXmes_I]]>其中所述被測(cè)相量的確定電路包括一對(duì)正交有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其中XR和XI等于所述準(zhǔn)確相量的所述實(shí)部和虛部，Xmes_R和Xmes_I是所述被測(cè)相量的所述實(shí)部和虛部，其中Δω是來(lái)自所述系統(tǒng)的所述波形的所述實(shí)際頻率與所述額定頻率之間的所述頻差，其中所述A、B、C、D值取決于用來(lái)確定所述被測(cè)相量的所述特定濾波器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述被測(cè)相量的確定電路包括一對(duì)正交有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其是從下組中選擇出來(lái)的全周期傅里葉濾波器、半周期傅里葉濾波器和余弦濾波器。
7.一種用于確定來(lái)自一系統(tǒng)的輸入波形的準(zhǔn)確基波相量的方法，其中所述波形來(lái)自的系統(tǒng)在給定時(shí)刻其所述波形的額定頻率與所述波形的實(shí)際頻率之間存在差異，所述方法包括以下步驟確定被測(cè)相量，該被測(cè)相量包括實(shí)部和虛部，代表所述輸入波形，而不需要調(diào)整所述波形的頻率；確定所述系統(tǒng)中所述波形的所述實(shí)際頻率和所述實(shí)際頻率與所述額定頻率之間的頻差；以及通過(guò)將所述被測(cè)相量的所述實(shí)部和虛部與預(yù)先選擇的2乘2的補(bǔ)償矩陣相乘確定考慮所述頻差的包括所述波形的實(shí)部和虛部的實(shí)際相量的電路。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述矩陣包括均為實(shí)數(shù)的四個(gè)元素。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述波形是來(lái)自電力系統(tǒng)的電壓和電流波形，其中所述相量被用在所述電力系統(tǒng)的保護(hù)繼電器中。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述補(bǔ)償矩陣被用于所述被測(cè)相量的笛卡爾坐標(biāo)線性變換。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述補(bǔ)償矩陣是由下面表達(dá)式定義的XRXI=A(Δω)B(Δω)C(Δω)D(Δω)·Xmes_RXmes_I]]>其中所述被測(cè)相量的確定電路包括一對(duì)正交有限脈沖(FIR)濾波器，其中XR和XI等于所述準(zhǔn)確相量的所述實(shí)部和虛部，Xmes_R和Xmes_I是所述被測(cè)相量的所述實(shí)部和虛部，其中Δω是來(lái)自所述系統(tǒng)的所述波形的所述實(shí)際頻率與所述額定頻率之間的所述頻差，其中所述A、B、C、D值取決于用來(lái)確定所述被測(cè)相量的所述特定濾波器。
全文摘要
本發(fā)明用正交FIR濾波器生成代表著正弦功率信號(hào)波形的被測(cè)相量，其中一個(gè)生成該相量的實(shí)部而其中另一個(gè)生成虛部。確定任意選定時(shí)刻電力系統(tǒng)中信號(hào)波形的額定頻率與波形的實(shí)際頻率之間的頻差，并確定補(bǔ)償矩陣的元素(A、B、C、D)。然后補(bǔ)償矩陣被用于執(zhí)行線性變換以生成波形的準(zhǔn)確相量。
文檔編號(hào)G01R21/00GK1781026SQ200480008938
公開日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月21日
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