專利名稱：一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)微機保護領(lǐng)域，涉及一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，特別是使用傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值在交流量1/2周期內(nèi)取平均值并乘上一個與頻率相關(guān)的系數(shù)求交流量實際基波幅值的計算方法。
背景技術(shù)：
目前微機保護中一般使用傅里葉級數(shù)來計算交流量的基波幅值。微機保護代碼中先按照電力系統(tǒng)的額定頻率和裝置的采樣率計算好傅里葉級數(shù)的系數(shù)并存在一個數(shù)據(jù)表格里。這些系數(shù)在整個微機保護裝置的運行過程中是一直不變的。如果輸入微機保護裝置的交流量的基波頻率與電力系統(tǒng)的額定頻率有一定的偏移，那么使用這些系數(shù)計算出來的基波幅值與實際的基波幅值將有一定的誤差。交流量的基波成分可以表示成X (t) = Msin(2 π ft+2 π fa),其中M,f,t,2 π fa分別為交流量的基波幅值，交流量的頻率，時間，交流量的初相角。利用傅里葉級數(shù)求取其基波幅值的計算公式為
I/2/0F = 2f0 \ M η(2_ + 2Tfa)e—]27f- dt(I)式⑴中&為計算傅里葉級數(shù)時選取的基波頻率。化簡式⑴可以得到F = M:
2/0 Sm(#//0)/^ /(W - /ov(/o2+r)/2+(/o2-r)/2* ^φ)(2)對于時刻t，交流量x(t)的相角為2 ft+2 π fa,因此其基波幅值與時間的關(guān)系
為
^(/,0 = M2/0sm(^//0)/^-r)V(/oZ+r)/2 + (/oZ-r)/2*cos(4# + 4^)
(3)計算出來的基波幅值與實際的基波幅值的比值為Ab(f,t) = A(f,t)l M
= \2f0sm(4//0)/π/(/02 -f2y(f02 +f2)/2 + (f02 ~/2)/2*οοΒ(4πβ + 4φ)
(4)從式(3)可以看出，當(dāng)輸入微機保護裝置的交流量的基波頻率與電力系統(tǒng)的額定頻率有一定的偏移的時候，使用傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值不等于交流量實際的基波幅值，而是一個與交流量頻率和時間相關(guān)的函數(shù)，計算出來的基波幅值與實際的基波幅值的比值如式(4)所示。微機保護中有一部分保護運行在很大的頻率范圍內(nèi)，由于頻率偏移導(dǎo)致的基波幅值誤差將影響這部分保護的動作行為。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中交流量基波幅值與交流量實際的基波幅值有一定的誤差，頻率偏移越多，誤差越大，而由于頻率偏移導(dǎo)致的基波幅值誤差將影響這微機部分保護動作行為的問題，本發(fā)明提供了一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，能夠在交流量基波頻率與電カ系統(tǒng)額定頻率不一致的情況下正確計算交流量實際的基波幅值。為了解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，包括以下步驟，在選取的基波頻率ち的情況下使用傅里葉級數(shù)計算交流量的基波幅值A(chǔ) (f，t)，t為采樣點；采用測頻算法測量交流量的頻率f，其特征在于還包括以下步驟I)、求取與交流量頻率f 相關(guān)的系數(shù)Coe (f)；I. I)理論上傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值與實際基波幅值的比值為
A (/，t) = |2/0 sin(# lf0)l TTlif02 -/2)|V(/o2 +/2)/2 + (/02 -fz)/2* cos(4# + 4碘)
(5)其中f，t分別為交流量的頻率，時間，4 fa+4 ft為交流量X(t)在t時刻相角的兩倍，f0為計算傅里葉級數(shù)時選取的基波頻率，1.2)求取Ab(f，t)在l/2f時間內(nèi)的平均值A(chǔ)b_(f)，,+1/2/
X/) = 2/ \Ab(fj)(6)1.3)與交流量頻率f 相關(guān)的系數(shù)Coe (f)即為Abnrean (f)的倒數(shù)，Co ば)=VAbmJJi)(7);2)、對傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值A(chǔ) (f，t)在l/2f時間內(nèi)求平均值A(chǔ)_n(f),+1/2/
Amean(I) = 2/ f 成/メ)
(8)；3)、把步驟2)中求出的Afflean(f)和步驟I. 3)中求出的Coe (f)相乘即得到交流量實際的基波幅值M M = Amean (f) /Abmean (f) = Amean (f) *Coe (f) (9)。本發(fā)明的有益效果是通過本發(fā)明的計算方法，能夠在交流量基波頻率與電カ系統(tǒng)額定頻率不一致的情況下正確計算交流量實際的基波幅值。
具體實施例方式在微機繼電保護裝置中，數(shù)據(jù)采集和處理都是離散的，上述的各個計算過程在繼電保護裝置中都使用離散的方法進行處理。微機保護中已經(jīng)求得交流量的頻率f 和基波幅值A(chǔ)(f，n) (n為當(dāng)前采樣點)。因此微機保護中對交流量基波幅值的計算方法如下
I.假設(shè)微機保護中處理的交流量基波頻率的范圍在5Hz 70Hz之間，對5Hz 70Hz這個頻率范圍對頻率以O(shè). IHz為間隔進行離散化，事先求取各個離散頻率處的Coe (f) 并存在一個數(shù)據(jù)表格里面。數(shù)據(jù)表格里面的第i個數(shù)據(jù)為頻率(5+0. Ii) Hz對應(yīng)的Coe (f)， 對于每一個離散頻率f處的Coe (f)的計算方法如下I. I)理論上傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值與實際基波幅值的比值為
^(/,0 = |2/0sin(^//0)/^/(/02 -/2)|λ/(/02 +/2)/2 + (/02 -/2)/2*cos(4# + 4^a)
(10)其中f，t，4 π fa分別為交流量的頻率，時間，兩倍交流量的初相角，f0為計算傅里葉級數(shù)時選取的基波頻率。I. 2)求取 Ab(f，t)在 l/2f 時間內(nèi)的平均值 Abmean (f)。
+1/2/Abmean(f) = 2/ \Ab(f,t)(11)
tI. 3)與交流量頻率f相關(guān)的系數(shù)Coe (f)即為Abmean(f)的倒數(shù)。Coe (f) = 1/Abmean (f) (12)2.求取A(f，η)在l/2f時間內(nèi)的平均值A(chǔ)mean(f)Amean(f) = υ)(13)
丄N q k=n-N0 +1式中Ntl為微機保護在l/2f時間內(nèi)的采樣點數(shù)，η為當(dāng)前采樣點。3.對于交流量的頻率f，求解方程(5+0. Ii) = f得到i = (f_5)*10，對i進行四舍五入取整得到Ici，第I步中計算出來的表格中第L個數(shù)據(jù)即為頻率f對應(yīng)的Coe (f)。4.把步驟2)中求出的Am_(f)和步驟3)中查詢到的Coe (f)相乘即得到交流量實際的基波幅值M。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1. 一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，包括以下步驟，在選取的基波頻率fo的情況下使用傅里葉級數(shù)計算交流量的基波幅值A(chǔ) (f，t)，t為采樣點；采用測頻算法測量交流量的頻率f，其特征在于還包括以下步驟1)、求取與交流量頻率f相關(guān)的系數(shù)Coe(f)；I. I)理論上傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值與實際基波幅值的比值為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，屬于電力系統(tǒng)微機保護領(lǐng)域，通過對傅里葉級數(shù)計算出來的基波幅值在交流量1/2周期內(nèi)取平均值并乘上一個與頻率相關(guān)的系數(shù)來求交流量實際的基波幅值。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于頻率偏移導(dǎo)致計算的交流量基波幅值與交流量實際的基波幅值有一定的誤差，頻率偏移越多，誤差越大，而由于頻率偏移導(dǎo)致的基波幅值誤差將影響微機保護部分保護動作行為的問題，本發(fā)明提供了一種微機保護中使用的交流量基波幅值計算方法，能夠在交流量基波頻率與電力系統(tǒng)額定頻率不一致的情況下正確計算交流量實際的基波幅值。
文檔編號G01R23/16GK102608422SQ201210080890
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者龐志軍, 張明群, 江衛(wèi)良, 賈秀波, 鄭作偉, 郝后堂, 馬營 申請人:南京南瑞集團公司, 國電南瑞科技股份有限公司