检测电力系统中电压信号或电流信号频率和相位的方法

摘要

本发明涉及一种检测电力系统中电压信号或电流信号频率和相位的方法，属于电力信号检测技术领域。首先，利用传感器采集电力系统的电压信号或电流信号，采集的信号经过适当的处理后，利用派克变换和频率控制滤波，然后，分别得到初相位检测值和频率检测值并对积分，得到最后，和相加得到电力系统电压信号或电流信号相位的检测值θ。本方法能够在信号频率和相位发生变化后迅速跟踪新的频率和相位，能够在信号受到干扰和污染时准确的获得信号的频率和相位；有利于电力系统的控制和稳定，保证电力系统中电力电子装置安全可靠地运行；有利于分布式发电或微型电力系统的功率和频率控制。

主权项

1.一种检测电力系统中电压信号或电流信号频率和相位的方法，其特征在于该方法包括以下各步骤：（1）利用传感器采集电力系统的电压信号或电流信号：若电力系统为三相系统，采集的信号记为v_a、v_b、v_c，利用克拉克变换将v_a、v_b、v_c变换为两路信号v_α、v_β；若电力系统为单相系统，采集的信号记为v_in，并将v_in作为信号v_α，利用希尔伯特变换得到信号v_β；（2）设派克变换所需相位的初始值为0，对上述两路信号v_α、v_β进行派克变换得到信号v_d1、v_q1；（3）根据上述信号v_d1、v_q1，计算v_d1与v_d1延时后信号的平均值v_d2，计算v_d2与v_d2延时后信号的平均值v_d3，计算v_d3与v_d3延时后的信号平均值v_d4，计算v_d4与v_d4延时后的信号求平均值v_d5，对v_d5进行低通滤波，得到v_d；计算v_q1与v_q1延时后信号的平均值v_q2，计算v_q2与v_q2延时后信号的平均值v_q3，计算v_q3与v_q3延时后的信号平均值v_q4，计算v_q4与v_q4延时后的信号求平均值v_q5，对v_q5进行低通滤波，得到v_q，其中为电力系统的工频周期；（4）设电力系统电压信号或电流信号的初相位检测值的初始值为0，将上述步骤（3）得到的v_d与的正弦值相乘，得到第一计算值，将上述步骤（3）得到的v_q与的余弦值相乘，得到第二计算值，将第二计算值减去第一计算值，得到电力系统电压信号或电流信号初相位的实际值与初相位检测值的误差，记为（5）对进行比例积分，得到初相位检测值（6）对上述步骤（3）的v_d求导，使v_d的导数与上述步骤（3）的v_q相乘，得到第三计算值，对上述步骤（3）的v_q求导，使v_q的导数与上述步骤（3）的v_d相乘，得到第四计算值，第三计算值减去第四计算值，得到电力系统电压信号或电流信号角频率实际值ω与角频率的检测值的误差，记为e_ω；（7）设定一个电力系统电压或电流的扰动阈值v_th，对上述步骤（6）的e_ω取绝对值，再求导，得到第五计算值，将第五计算值与扰动阈值v_th进行比较，若第五计算值大于v_th，则扰动后的T_b时刻内，使e_ω为0，若第五计算值小于或等于v_th，则e_ω维持不变，其中T_b为扰动屏蔽时间；（8）对上述步骤（7）的e_ω进行比例积分，得到电力系统电压信号或电流信号角频率的检测值（9）对上述步骤（8）的进行积分，得到派克变换所需的相位（10）使上述步骤（5）的初相位检测值与上述步骤（9）的派克变换所需的相位相加，得到电力系统电压信号或电流信号相位的检测值θ；（11）使用步骤（5）的电力系统电压信号或电流信号初相位的检测值和步骤（9）的派克变换所需相位重复步骤（1）～（10），实现对电力系统中电压信号或电流信号频率和相位的检测。