一種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓暫降檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓暫降檢測方法，包括：利用選取的等間隔前、中、后三個檢測點構(gòu)造移相分量，并與中間采樣點一起經(jīng)αβ-dq變換后，由巴特沃斯低通濾波器獲取基波的d軸直流分量與q軸直流分量。對d軸直流分量、q軸直流分量進行平方和相加、再取均方根運算，獲得電壓幅值；對q軸直流分量除以d軸直流分量的商進行反正切函數(shù)運算獲得實時相位，前、后時刻相位檢測值相減即可獲得相位跳變角。該方法在滿足實時性要求的同時仍具有一定的抗白噪聲能力，非常適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器中關(guān)于電壓暫降檢測的應(yīng)用。
【專利說明】-種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓暫降檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓 暫降檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 動態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer, DVR)是一種用于保證敏感負荷供 電電壓穩(wěn)定的有效串聯(lián)補償裝置，可在毫秒級時間內(nèi)向系統(tǒng)與負荷之間串聯(lián)注入幅值和相 位可調(diào)的電壓，補償電壓暫降，從而保證敏感負荷的電壓在受到系統(tǒng)電壓擾動時仍處于可 接受的范圍內(nèi)。
[0003] DVR為了滿足檢測的實時性要求，普遍采用的是基于dq變換的檢測方法。實際電 壓暫降事故中多為單相事件，在單相系統(tǒng)中為了應(yīng)用dq變換，需要構(gòu)造虛擬三相系統(tǒng)，或 者構(gòu)造相互垂直且正交的a P兩相電壓，再通過a P-dq變換進行檢測，兩種方法都需要 根據(jù)一相電壓去構(gòu)造其他相電壓。
[0004] 國內(nèi)外學者相繼提出了一些改進方法，利用單相電壓延遲60°構(gòu)造三相電壓，根 據(jù)實測所得到的單相電壓延時90°來構(gòu)造a P靜止坐標系中的a、P分量，利用求導(dǎo)代 替移相構(gòu)造三相系統(tǒng)或單相延時的a、P分量，利用延時S角法構(gòu)造a、0分量。上述前 兩種移相構(gòu)造的方法都需要較大的延時，不能完全滿足檢測的實時性要求，求導(dǎo)構(gòu)造的方 法雖然具有極好的快速響應(yīng)特性，但存在過沖現(xiàn)象，且抗白噪聲能力差的特點，延時S角 法雖然保證了較好的快速響應(yīng)特性，但不可避免地對諧波及噪聲有放大作用。
[0005] 上述基于a P -dq變換的各類檢測算法一般都采用軟件鎖相技術(shù)對待測電壓信 號進行同步鎖相，但在某些情況下，系統(tǒng)發(fā)生電壓暫降時會伴有頻率偏移，軟件同步鎖相技 術(shù)無法實現(xiàn)動態(tài)跟蹤。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有電壓暫降檢測方法存在的上述缺陷，本發(fā)明提出一種適用于動態(tài)電壓恢 復(fù)器的電壓暫降檢測方法，包括：
[0007] 步驟1 :等間隔采集目標線路電壓值，從采集的電壓采樣數(shù)據(jù)中依次選取時間間 隔相同的前、中、后三個檢測點；
[0008] 步驟2 :針對非同步采樣，由前、中、后三個檢測值獲得相角變化信息，針對同步采 樣，兩次檢測間的相角變化信息不變，則設(shè)為定值；然后由前、后兩個檢測點及相角變化信 息構(gòu)造所需的移相分量；
[0009] 步驟3 :將中間檢測點電壓采樣值、構(gòu)造的移相分量經(jīng)a 0-dq變換矩陣與低通濾 波后獲得基波的d軸直流分量、q軸直流分量；
[0010] 步驟4 :對d軸直流分量、q軸直流分量進行平方和相加、再取均方根運算，獲得電 壓幅值；對q軸直流分量除以d軸直流分量的商進行反正切函數(shù)運算獲得實時相位，前、后 時刻相位檢測值相減即可獲得相位跳變角。
[0011] 所述步驟1中等間隔采集不僅適用于非同步等間隔采樣，也適用同步等間隔采 樣。
[0012] 所述步驟2中的構(gòu)造所需的移相分量由前、后檢測點電壓檢測值之差與相角變化 信息相除得到。
[0013] 所述步驟3中的a 0 -dq變換矩陣元素由設(shè)定的恒50Hz單位正弦、余弦波瞬時采 樣值構(gòu)成。
[0014] 所述步驟3中的低通濾波采用巴特沃斯濾波器濾波。
[0015] 所述步驟4中電壓幅值與相位跳變角的計算結(jié)果對應(yīng)中間檢測點時刻。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于：與求導(dǎo)法相比，在保證實時性的同時，減小了對諧波與噪 聲的放大作用；與延時S角構(gòu)造法相比，利用三點檢測代替延時S角兩點檢測，構(gòu)造方法 更為簡易，在相同延時的情況下，減小了對諧波的放大作用；與延時90°法相比，雖然對諧 波與噪聲的仍有一定的放大作用，但大大提高了檢測的快速響應(yīng)特性；未采用軟件鎖相技 術(shù)，僅由恒50Hz單位正弦、余弦波瞬時采樣值構(gòu)成變換陣，實施簡單，特別適合應(yīng)用于電壓 暫降檢測伴隨有頻率偏移的工況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是電壓暫降檢測方法邏輯框圖。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。
[0019] 一種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓暫降檢測方法，如圖1所示，包括：
[0020] 步驟1 :等間隔采集目標線路電壓值，從采集的電壓采樣數(shù)據(jù)中依次選取時間間 隔相同的前、中、后三個檢測點；
[0021] 步驟2 :針對非同步采樣，由前、中、后三個檢測值獲得相角變化信息，針對同步采 樣，兩次檢測間的相角變化信息不變，則設(shè)為定值；然后由前、后兩個檢測點及相角變化信 息構(gòu)造所需的移相分量；
[0022] 步驟3 :將中間檢測點電壓采樣值、構(gòu)造的移相分量經(jīng)a @-dq變換矩陣與低通濾 波后獲得基波的d軸直流分量、q軸直流分量；
[0023] 步驟4 :對d軸直流分量、q軸直流分量進行平方和相加、再取均方根運算，獲得電 壓幅值；對q軸直流分量除以d軸直流分量的商進行反正切函數(shù)運算獲得實時相位，前、后 時刻相位檢測值相減即可獲得相位跳變角。
[0024] 所述步驟1中等間隔采集不僅適用于非同步等間隔采樣，也適用同步等間隔采 樣。
[0025] 所述步驟2中的構(gòu)造所需的移相分量由前、后檢測點電壓檢測值之差與相角變化 信息相除得到。
[0026] 所述步驟3中的a @ -dq變換矩陣元素由設(shè)定的恒50Hz單位正弦、余弦波瞬時采 樣值構(gòu)成。
[0027] 所述步驟3中的低通濾波采用巴特沃斯濾波器濾波。
[0028] 所述步驟4中電壓幅值與相位跳變角的計算結(jié)果對應(yīng)中間檢測點時刻。
[0029] 實施例一
[0030] 等間隔選取三個采樣點，作為前、中、后三個檢測點uk_m、uk、u k+m，m可為相鄰檢測點 之間的采樣間隔數(shù)，參數(shù)m的選取由待觀測電壓信號信噪比與電壓提取精度要求決定，與 觀測電壓信號信噪比成反比，Ts為固定采樣間隔，則相鄰檢測點之間的相位差0為：

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于動態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓暫降檢測方法，其特征在于，包括： 步驟1:等間隔采集目標線路電壓值，從采集的電壓采樣數(shù)據(jù)中依次選取時間間隔相 同的前、中、后三個檢測點； 步驟2 :針對非同步采樣，由前、中、后三個檢測值獲得相角變化信息，針對同步采樣， 兩次檢測間的相角變化信息不變，則設(shè)為定值；然后由前、后兩個檢測點及相角變化信息構(gòu) 造所需的移相分量； 步驟3:將中間檢測點電壓采樣值、構(gòu)造的移相分量經(jīng)a P-dq變換矩陣與低通濾波后 獲得基波的d軸直流分量、q軸直流分量； 步驟4 :對d軸直流分量、q軸直流分量進行平方和相加、再取均方根運算，獲得電壓幅 值；對q軸直流分量除以d軸直流分量的商進行反正切函數(shù)運算獲得實時相位，前、后時刻 相位檢測值相減即可獲得相位跳變角。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1中等間隔采集不僅適用于非同 步等間隔采樣，也適用同步等間隔采樣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2中的構(gòu)造所需的移相分量由 前、后檢測點電壓檢測值之差與相角變化信息相除得到。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中的a P-dq變換矩陣元素由 設(shè)定的恒50Hz單位正弦、余弦波瞬時采樣值構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3中的低通濾波采用巴特沃斯濾 波器濾波。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4中電壓幅值與相位跳變角的計 算結(jié)果對應(yīng)中間檢測點時刻。
【文檔編號】G01R19/00GK104360137SQ201410654072
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】肖湘寧, 陳鵬偉, 羅超, 孫雅旻, 陶順 申請人:華北電力大學