一种变频率正弦波形数据的频率和相量提取计算方法

摘要

本发明提供了一种变频率正弦波形数据的频率和相量提取计算方法，应用于电力系统的继电保护装置中，包括从离散波形数据D中找到正负穿越的数据点的位置并标注在位置数据集P中，从标注的位置数据集P中筛除无效的位置数据，获取计算位置数据集P的数据个数PN，取数据D中P_k至P_k+1位置之间的数据段E进行分析，计算出数据段E的频率Ef，并将Ef放入频率数据集Fset中，形成修正值集X，形成相量Q，并放入相量数据集Qset中，检测P是否已提取完。本方法能够计算出任意变化频率的正弦波形数据的频率，并实现跟随频率的变化将瞬时值转换为相量值。

主权项

一种变频率波形数据的频率和相量提取计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、从离散波形数据集D中找到正负穿越的数据点的位置并标注在位置数据集P中，具体包括步骤1.1‑1.7；步骤1.1、获取数据集D中包含的数据点的个数DN；步骤1.2、设i为当前要查找的数据集D中数据点的位置，初始值为1；步骤1.3、设j为位置数据集P中位置数据的当前位置，初始值为1；步骤1.4、判断是否D_i、D_i+1是否满足以下条件：D_i×D_i+1≤0且D_i≠D_i+1；D_i为数据集D中位置为i的数据点；步骤1.5、若步骤1.4判断结果为“是”，则标注i位置为穿越数据点位置，并令位置数据集的位置数据P_j＝i，i＝i+2,j＝j+1,并跳转到步骤1.7；若步骤1.4判断结果为“否”则执行步骤1.6；步骤1.6、i＝i+1；步骤1.7、判断i是否满足以下条件：i≤DN‑1，若“是”跳转到步骤1.4；若“否”则执行以下步骤；步骤2、从标注的位置数据集P中筛除无效的位置数据，具体包括步骤2.1‑2.5；步骤2.1、获取位置数据集P中包含位置数据的个数PN；步骤2.2、设i为当前要查找的位置数据集P中位置数据的位置，初始值为1；步骤2.3、判断位置数据P_i+1、P_i是否满足以下条件：P_i+1‑P_i≤2，若“是”则P_i+1位置被认为是数据突变，做无效数据处理，从位置数据集P中删除位置数据P _i+1，转到步骤2.4；若“否”则跳转到步骤2.5；步骤2.4、获取位置数据集P中包含的数据个数PN，判断i是否满足以下条件：i≤PN‑1，若“是”跳转到步骤2.3，若“否”跳转到步骤3；步骤2.5、i＝i+1，判断i是否满足以下条件：i≤PN‑1，若“是”跳转到步骤2.3，若“否”跳转到步骤3；步骤3、获取计算位置数据集P中位置数据的个数PN；步骤4、设k初始值＝1，取数据集D中P_k至P_k+1位置之间的数据段进行分析，具体包括步骤4.1‑4.3；步骤4.1、设k＝1；步骤4.2、取出P_k、P_k+1的数值x，y；步骤4.3、将数据集D中数据区间D_x至D_y的数据放至数据集E中，在数据集E中形成数据段；步骤5、根据P_k、P_k+1及离散波形数据集D的数据采样率DHz，计算出数据集E中数据段的频率Ef，并将Ef放入频率数据集Fset中，具体包括步骤5.1‑5.3；步骤5.1将已知的离散波形数据集D的数据采样率定义为DHz，则数据集E中数据段的频率Ef＝DHz/(y‑x)；步骤5.2获取数据集E中数据的个数EN；步骤5.3频率数据集Fset中增加EN个数据，放至频率数据集Fset当前最后一个数据之后，增加的每个数据值均为Ef；步骤6、比较得出数据集E中数据的最大值或最小值并作为幅值M，由M、Ef形成拟合正弦曲线数据集S，并与数据集E结合形成修正值集X，具体包括步骤6.1‑6.3；步骤6.1、比较数据集E中每个数据的大小，取得最大值E_max、最小值E_min，比较两者的绝对值|E_max|和|E_min|，当|E_max|>|E_min|时，取幅值M＝E_max，当|E_max|≤|E_min|时，取幅值M＝E_min；步骤6.2、计算数据集S，S中数据的个数等于EN，设i属于1‑EN中的任一值，则数据集S中任一个数据S_i的值可由下式求取：S_i＝M×Sin(2×π×Ef+π/EN)，从1‑EN依次计算出S₁－S_EN；步骤6.3、计算修正值集X，设i属于1‑EN中的任一值，则X_i＝(E_i+S_i)/2，从1‑EN依次计算出X₁－X_EN；步骤7、由修正值X_i及幅值M形成相量Q，并放入相量数据集Qset中，具体包括步骤7.1‑7.7；步骤7.1、设幅值M所在位置Z＝EN/2；步骤7.1、设i初始值为1；步骤7.2、相量的实部步骤7.3、若i≥Z且M>0,或i≤Z且M<0,则R取负值即R＝R×(‑1)，否则R取正值；步骤7.4、相量的虚部I＝X_i；步骤7.4、相量Q＝R+j×I，j为虚数符号；步骤7.5、向相量数据集Qset新增一个向量Q，放至相量数据集Qset当前最后一个数据之后；步骤7.6、i＝i+1；步骤7.7、判断i是否满足以下条件i≤EN，若“是”跳转到步骤7.2；若“否”则执行以下步骤；步骤8、k值加1，并检测位置数据集P是否已提取完，即k＝PN，具体包括步骤8.1‑8.2；步骤8.1、k＝k+1；步骤8.2、判断k是否满足以下条件：k＝PN，若"否"转到步骤4.2；若“是”则结束。