專利名稱：交流電氣量測定裝置及交流電氣量測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流電氣量測定裝置及交流電氣量測定方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電力系統(tǒng)內(nèi)的潮流日益復(fù)雜，要求高可靠性且高品質(zhì)的電力供應(yīng)，特別是提高用于測定電力系統(tǒng)的電氣量(交流電氣量)的交流電氣量測定裝置的性能，變得越來越有必要。以往，作為這種交流電氣量測定裝置，有例如下述專利文獻(xiàn)1、2所示的裝置。在專利文獻(xiàn)I (保護(hù)控制測量系統(tǒng))及專利文獻(xiàn)2 (廣域保護(hù)控制測量系統(tǒng))中，揭示了將相位角的變化分量(微分分量)作為由額定頻率(50Hz或60Hz)產(chǎn)生的變化量來求得實際系統(tǒng)的頻率的方法。 在這些文獻(xiàn)中，揭示了以下公式作為求得實際系統(tǒng)的頻率的計算式，下述非專利文獻(xiàn)I中也示出了這些計算式。
2πΔ '=ι1φ/(1 f (Hz) = 60+Af另外，下述專利文獻(xiàn)3為本申請發(fā)明人的在先發(fā)明，該發(fā)明的內(nèi)容將在后文中進(jìn)行敘述?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2009 - 65766號公報專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2009 - 71637號公報專利文獻(xiàn)3 :日本專利特開2007 - 325429號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)“IEEEStandard for Power Synchrophasors forPowerSystems^page 30，IEEE Std C37. 118-200
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題如上所述，專利文獻(xiàn)1、2及非專利文獻(xiàn)I中所示的方法是通過對相位角的變化分量進(jìn)行微分計算來求得的方法。然而，實際系統(tǒng)的頻率瞬時值的變化既頻繁又復(fù)雜，微分計算非常不穩(wěn)定。因此，存在以下問題，即對于例如頻率測定，無法得到足夠的計算精度。此外，由于上述方法將額定頻率(50Hz或60Hz)作為初始值來進(jìn)行計算，因此存在以下問題，即，在計算開始時，對于測定對象在偏離系統(tǒng)額定頻率的狀態(tài)下動作的情況，會產(chǎn)生測定誤差，對于偏離系統(tǒng)額定頻率的程度較大的情況，測定誤差會變得非常大。有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種交流電氣量測定裝置及交流電氣量測定方法，即使是測定對象在偏離系統(tǒng)額定頻率的狀態(tài)下動作的情況，也可以進(jìn)行高精度的交流電氣量測定。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為解決上述問題以達(dá)到目的，本發(fā)明所涉及的交流電氣量測定裝置包括歸一化電壓振幅計算部，該歸一化電壓振幅計算部以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電壓進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算而求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅；歸一化電壓弦長計算部，該歸一化電壓弦長計算部對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；以及頻率計算部，該頻率計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計 算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角，并使用計算出的旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的交流電氣量測定裝置，具有如下效果，即，即使是測定對象在偏離系統(tǒng)額定頻率的狀態(tài)下動作的情況，也可以進(jìn)行高精度的交流電氣量測定。


圖I是表示復(fù)平面上的歸一化電壓振幅對稱群的圖。圖2是表示復(fù)平面上的歸一化電壓弦長對稱群的圖。圖3是表示復(fù)平面上的歸一化電壓振幅和歸一化電壓弦長的關(guān)系的圖。圖4是表示配置在復(fù)平面上的六個電壓旋轉(zhuǎn)矢量的圖。圖5是表示配置在復(fù)平面上的八個電壓旋轉(zhuǎn)矢量的圖。圖6是表示配置在復(fù)平面上的電壓矢量、電流矢量及功率矢量的一個示例的圖。圖7是表示復(fù)平面上的歸一化功率對稱群的圖。圖8是表示本實施方式所涉及的交流電氣量測定裝置I的功能結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示交流電氣量測定裝置中的處理流程的流程圖。圖10是表示執(zhí)行第一次模擬時的電壓瞬時值的波形、及基于該電壓瞬時值計算出的歸一化電壓振幅和歸一化弦長的圖。圖11是表示第一次模擬中計算出的旋轉(zhuǎn)相位角的圖。圖12是表示第一次模擬中計算出的實際頻率的圖。圖13是表示第一次模擬中計算出的實際電壓振幅的圖。圖14是表示第二次模擬中計算出的歸一化電壓振幅、歸一化弦長及實際電壓振幅的圖。圖15是表示第二次模擬中計算出的旋轉(zhuǎn)相位角的變化的圖。圖16是表示執(zhí)行第二次模擬中時的頻率增益特性的圖。圖17是表示第三次模擬中計算出的歸一化有功功率及實際有功功率的圖。圖18是表示第三次模擬中計算出的歸一化無功功率及實際無功功率的圖。
圖19是表示第三次模擬中計算出的歸一化電壓電流間相位角及實際無功功率的圖。圖20是表示第四次模擬中計算出的旋轉(zhuǎn)相位角的圖。圖21是表示第四次模擬中計算出的實際頻率的圖。圖22是表示第四次模擬中計算出的歸一化電壓振幅及實際電壓振幅的圖。圖23是表示第四次模擬中計算出的歸一化電流振幅及實際電流振幅的圖。圖24是表示第四次模擬中計算出的歸一化有功功率及實際有功功率的圖。圖25是表示第四次模擬中計算出的歸一化無功功率及實際無功功率的圖。圖26是表示第四次模擬中計算出的歸一化電壓電流間相位角及實際電壓電流間 相位角的圖。圖27是表示第一比例系數(shù)(歸一化電壓振幅弦長比例系數(shù))和旋轉(zhuǎn)相位角的關(guān)系的圖。圖28是表示第一比例系數(shù)(歸一化電壓振幅弦長比例系數(shù))和第二比例系數(shù)(采樣頻率比例系數(shù))的關(guān)系的圖。圖29是表示使用采樣頻率同定方法來計算實際頻率的步驟的流程圖。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發(fā)明的實施方式所涉及的交流電氣量測定裝置進(jìn)行說明。另夕卜，本發(fā)明不限于以下所示的實施方式。實施方式在對本實施方式所涉及的交流電氣量測定裝置及交流電氣量測定方法進(jìn)行的說明中，首先，對構(gòu)成本實施方式要旨的交流電氣量測定方法的概念(算法)進(jìn)行說明，之后，對本實施方式所涉及的交流電氣量測定裝置的結(jié)構(gòu)及動作進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，在小寫的字母中，帶括號的(例如“V (t) ”)表示矢量，不帶括號的(例如“V2”)表示瞬時值。此外，大寫的字母(例如“Vf”)表示有效值或者振幅值。圖I是表示復(fù)平面上的歸一化電壓振幅對稱群的圖。圖I中，在復(fù)平面上分別表示了當(dāng)前時刻的電壓旋轉(zhuǎn)矢量v(t)、比當(dāng)前時刻提前I個采樣周期T (相當(dāng)于采樣周期頻率一個步長的時間)的時刻下的電壓旋轉(zhuǎn)矢量v(t-T)、以及比當(dāng)前時刻提前兩個采樣周期(2T)的時刻下的電壓旋轉(zhuǎn)矢量V (t-2T)。這里對這三個電壓旋轉(zhuǎn)矢量進(jìn)行研究。首先，這三個電壓旋轉(zhuǎn)矢量是以相同的旋轉(zhuǎn)速度在復(fù)平面上進(jìn)行逆時針旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矢量，且利用采樣周期T表示為下式。[數(shù)學(xué)式I]
v(t) 二V(I^T) = Vejrt > '-CD ￥(t-2T) = Veliwl^ws在上式(I)中，V為實際電壓振幅。此外，ω為旋轉(zhuǎn)角速度，并表示為下式。[數(shù)學(xué)式2]ω = 2 31 f ... (2)在上式(2)中，f為實際頻率。此外，式(I)中的一個采樣周期T表示為下式。
[數(shù)學(xué)式3]
權(quán)利要求
1.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電壓振幅計算部，該歸一化電壓振幅計算部以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電壓進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 歸一化電壓弦長計算部，該歸一化電壓弦長計算部對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；以及 頻率計算部，該頻率計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角，并使用計算出的旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率。
2.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電流振幅計算部，該歸一化電流振幅計算部以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅； 歸一化電流弦長計算部，該歸一化電流弦長計算部對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電流振幅時使用的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；以及 頻率計算部，該頻率計算部使用所述歸一化電流振幅及所述歸一化電流弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角，并使用計算出的旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流的頻率。
3.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電壓振幅計算部，該歸一化電壓振幅計算部以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電壓進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 歸一化電壓弦長計算部，該歸一化電壓弦長計算部對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 旋轉(zhuǎn)相位角計算部，該旋轉(zhuǎn)相位角計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 實際電壓振幅計算部，該實際電壓振幅計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅。
4.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電流振幅計算部，該歸一化電流振幅計算部以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅；歸一化電流弦長計算部，該歸一化電流弦長計算部對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電流振幅時使用的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 旋轉(zhuǎn)相位角計算部，該旋轉(zhuǎn)相位角計算部使用所述歸一化電流振幅及所述歸一化電流弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 實際電流振幅計算部，該實際電流振幅計算部使用所述歸一化電流振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅。
5.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電壓振幅計算部，該歸一化電壓振幅計算部以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電壓進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅；歸一化電壓弦長計算部，該歸一化電壓弦長計算部對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 歸一化電流振幅計算部，該歸一化電流振幅計算部以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅；旋轉(zhuǎn)相位角計算部，該旋轉(zhuǎn)相位角計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角； 實際電壓振幅計算部，該實際電壓振幅計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅；以及 實際電流振幅計算部，該實際電流振幅計算部使用所述歸一化電流振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅。
6.一種交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 歸一化電壓振幅計算部，該歸一化電壓振幅計算部以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電壓進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅；歸一化電壓弦長計算部，該歸一化電壓弦長計算部對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 歸一化電流弦長計算部，該歸一化電流弦長計算部對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣得到的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 旋轉(zhuǎn)相位角計算部，該旋轉(zhuǎn)相位角計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角； 實際電壓振幅計算部，該實際電壓振幅計算部使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)·相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅；以及 實際電流振幅計算部，該實際電流振幅計算部使用所述歸一化電流弦長及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅。
7.如權(quán)利要求5或6所述的交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 頻率計算部，該頻率計算部使用所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率； 歸一化有功功率計算部，該歸一化有功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)與連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到有功功率，通過將該有功功率歸一化來計算歸一化有功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述采樣得到的連續(xù)的3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣得到，并選自與所述3個規(guī)定的電壓瞬時值相同的時刻下進(jìn)行采樣得到的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)； 歸一化無功功率計算部，該歸一化無功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)與連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到無功功率，通過將該無功功率歸一化來計算歸一化無功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述采樣頻率進(jìn)行采樣而得到，并選自所述3個電流瞬時值數(shù)據(jù)； 歸一化電壓電流間相位角計算部，該歸一化電壓電流間相位角計算部使用所述歸一化有功功率、所述歸一化無功功率及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述歸一化有功功率和所述歸一化無功功率間的歸一化電壓電流間相位角； 實際電壓電流間相位角計算部，該實際電壓電流間相位角計算部使用所述頻率計算部計算出的頻率及所述歸一化電壓電流間相位角來計算所述交流電壓和所述交流電流間的相位角的真值即實際電壓電流間相位角；以及 實際有功功率計算部，該實際有功功率計算部使用所述實際電壓振幅、所述實際電流振幅及所述歸一化電壓電流間相位角來計算有功功率的真值即實際有功功率。
8.如權(quán)利要求5或6所述的交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 頻率計算部，該頻率計算部使用所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率； 歸一化有功功率計算部，該歸一化有功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)與連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到有功功率，通過將該有功功率歸一化來計算歸一化有功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述采樣得到的連續(xù)的3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣而得到，并選自與所述3個規(guī)定的電壓瞬時值相同的時刻下進(jìn)行采樣得到的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)；歸一化無功功率計算部，該歸一化無功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)和連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到無功功率，通過將該無功功率歸一化來計算歸一化無功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述采樣頻率進(jìn)行采樣得到，并選自所述3個電流瞬時值數(shù)據(jù)； 歸一化電壓電流間相位角計算部，該歸一化電壓電流間相位角計算部使用所述歸一化有功功率、所述歸一化無功功率及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述歸一化有功功率和所述歸一化無功功率間的歸一化電壓電流間相位角； 實際電壓電流間相位角計算部，該實際電壓電流間相位角計算部使用所述頻率計算部計算出的頻率及所述歸一化電壓電流間相位角來計算所述交流電壓和所述交流電流間的相位角的真值即實際電壓電流間相位角；以及 實際無功功率計算部，該實際無功功率計算部使用所述實際電壓振幅、所述實際電流振幅及所述歸一化電壓電流間相位角來計算無功功率的真值即實際無功功率。
9.如權(quán)利要求5或6所述的交流電氣量測定裝置，其特征在于，包括 頻率計算部，該頻率計算部使用所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率； 歸一化有功功率計算部，該歸一化有功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)和連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到有功功率，通過將該有功功率歸一化來計算歸一化有功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述采樣得到的連續(xù)的3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣而得到，并選自與所述3個規(guī)定的電壓瞬時值相同的時刻下進(jìn)行采樣得到的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)； 歸一化無功功率計算部，該歸一化無功功率計算部通過對2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)和連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)之積進(jìn)行平方積分運算以得到無功功率，通過將該無功功率歸一化來計算歸一化無功功率，其中，所述2個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)選自所述3個規(guī)定的電壓瞬時值數(shù)據(jù)，所述連續(xù)的2個規(guī)定的電流瞬時值數(shù)據(jù)通過以所述采樣頻率進(jìn)行采樣得到，并選自所述3個電流瞬時值數(shù)據(jù)； 歸一化電壓電流間相位角計算部，該歸一化電壓電流間相位角計算部使用所述歸一化有功功率、所述歸一化無功功率及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述歸一化有功功率和所述歸一化無功功率間的歸一化電壓電流間相位角； 實際電壓電流間相位角計算部，該實際電壓電流間相位角計算部使用所述頻率計算部計算出的頻率及所述歸一化電壓電流間相位角來計算所述交流電壓和所述交流電流間的相位角的真值即實際電壓電流間相位角； 實際有功功率計算部，該實際有功功率計算部使用所述實際電壓振幅、所述實際電流振幅及所述歸一化電壓電流間相位角來計算有功功率的真值即實際有功功率；以及 實際無功功率計算部，該實際無功功率計算部使用所述實際電壓振幅、所述實際電流振幅及所述歸一化電壓電流間相位角來計算無功功率的真值即實際無功功率。
10.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 使用所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓的頻率。
11.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅； 對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電流振幅時使用的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 使用所述歸一化電流振幅及所述歸一化電流弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 使用所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流的頻率的步驟。
12.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅。
13.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅； 對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電流振幅時使用的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；使用所述歸一化電流振幅及所述歸一化電流弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角；以及 使用所述歸一化電流振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅。
14.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅； 使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角； 使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅；以及 使用所述歸一化電流振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅。
15.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括以下步驟 以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離； 以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率對該交流電流進(jìn)行采樣，對表示采樣得到的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離的3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電流弦長； 使用所述歸一化電壓振幅及所述歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角的步驟； 使用所述歸一化電壓振幅及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電壓振幅的真值即實際電壓振幅的步驟；以及 使用所述歸一化電流弦長及所述旋轉(zhuǎn)相位角來計算所述交流電流振幅的真值即實際電流振幅的步驟。
16.—種交流電氣量測定方法,其特征在于,包括 第I步驟，在該第I步驟中，以測定對象即交流電壓的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，通過將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅； 第2步驟，在該第2步驟中，對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓弦長，通過將該電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；第3步驟，在該第3步驟中，計算所述歸一化電壓弦長與所述歸一化電壓振幅的比來作為第一比例系數(shù)； 第4步驟，在該第4步驟中，將所述第一比例系數(shù)與規(guī)定的第一目標(biāo)值及比該第一目標(biāo)值小的規(guī)定的第二目標(biāo)值進(jìn)行比較； 第5步驟，在該第5步驟中，當(dāng)所述第一比例系數(shù)比所述第一目標(biāo)值小且比所述第二目標(biāo)值大時，確定所述采樣頻率； 第6步驟，在該第6步驟中，基于所述第5步驟中確定的采樣頻率，確定一個采樣周期的時間內(nèi)所述電壓瞬時值數(shù)據(jù)在復(fù)平面上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)相位角； 第7步驟，在該第7步驟中，基于所述第5步驟中確定的采樣頻率和所述第6步驟中確定的旋轉(zhuǎn)相位角來確定第二比例系數(shù)，該第二比例系數(shù)定義為所述交流電壓的實際頻率與該采樣頻率的比；以及 第8步驟，在該第8步驟中，基于所述第5步驟中確定的采樣頻率和所述第7步驟中確定的第二比例系數(shù)來計算所述交流電壓的實際頻率。
17.一種交流電氣量測定方法，其特征在于，包括 第I步驟，在該第I步驟中，以測定對象即交流電流的頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電流瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算求得電流振幅，通過將該電流振幅歸一化來計算歸一化電流振幅； 第2步驟，在該第2步驟中，對3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電流弦長，通過將該電流弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電流弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以所述采樣頻率進(jìn)行采樣并計算所述歸一化電流振幅時使用的3個電流瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電流瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電流瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離；第3步驟，在該第3步驟中，計算所述歸一化電流弦長與所述歸一化電流振幅的比來作為第一比例系數(shù)； 第4步驟，在該第4步驟中，將所述第一比例系數(shù)與規(guī)定的第一目標(biāo)值及比該第一目標(biāo)值小的規(guī)定的第二目標(biāo)值進(jìn)行比較； 第5步驟，在該第5步驟中，當(dāng)所述第一比例系數(shù)比所述第一目標(biāo)值小且比所述第二目標(biāo)值大時，確定所述采樣頻率； 第6步驟，在該第6步驟中，基于在所述第5步驟中確定的采樣頻率，確定一個采樣周期的時間內(nèi)所述電流瞬時值數(shù)據(jù)在復(fù)平面上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)相位角； 第7步驟，在該第7步驟中，基于所述第5步驟中確定的采樣頻率和所述第6步驟中確定的旋轉(zhuǎn)相位角來確定第二比例系數(shù)，該第二比例系數(shù)定義為所述交流電流的實際頻率與該采樣頻率的比；以及 第8步驟，在該第8步驟中，基于所述第5步驟中確定的采樣頻率和所述第7步驟中確定的第二比例系數(shù)來計算所述交流電流的實際頻率。
18.如權(quán)利要求16或17所述的交流電氣量測定方法，其特征在于 當(dāng)在所述第4步驟中判定所述第一比例系數(shù)比所述第一目標(biāo)值大時，逐漸增大所述采樣頻率，并反復(fù)執(zhí)行所述第I步驟 第3步驟的處理； 當(dāng)在所述第4步驟中判定所述第一比例系數(shù)比所述第二目標(biāo)值小時，逐漸減小所述采樣頻率，并反復(fù)執(zhí)行所述第I步驟 第3步驟的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種交流電氣量測定裝置及交流電氣量測定方法，以測定對象即交流電壓頻率的2倍以上的采樣頻率進(jìn)行采樣，對采樣得到的連續(xù)的至少3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算來求得電壓振幅，將該電壓振幅歸一化來計算歸一化電壓振幅，并對3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)進(jìn)行平方積分運算，將求得的電壓弦長歸一化來計算歸一化電壓弦長，其中，所述3個電壓弦長瞬時值數(shù)據(jù)表示包含以該采樣頻率進(jìn)行采樣并計算歸一化電壓振幅時使用的3個電壓瞬時值數(shù)據(jù)在內(nèi)的連續(xù)的至少4個電壓瞬時值數(shù)據(jù)中相鄰2個電壓瞬時值數(shù)據(jù)間的端部距離，使用這些歸一化電壓振幅及歸一化電壓弦長來計算一個采樣周期時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)相位角，使用計算出的旋轉(zhuǎn)相位角來計算交流電壓的頻率。
文檔編號G01R23/12GK102918406SQ20108006713
公開日2013年2月6日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者關(guān)建平 申請人:三菱電機株式會社