一种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法
【专利摘要】本发明属于电力系统状态监测领域，尤其涉及一种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法，包括：利用选取的等间隔前、中、后三个检测点构造移相分量，并与中间采样点一起经αβ-dq变换后，由巴特沃斯低通滤波器获取基波的d轴直流分量与q轴直流分量。对d轴直流分量、q轴直流分量进行平方和相加、再取均方根运算，获得电压幅值；对q轴直流分量除以d轴直流分量的商进行反正切函数运算获得实时相位，前、后时刻相位检测值相减即可获得相位跳变角。该方法在满足实时性要求的同时仍具有一定的抗白噪声能力，非常适用于动态电压恢复器中关于电压暂降检测的应用。
【专利说明】-种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统状态监测领域，尤其涉及一种适用于动态电压恢复器的电压 暂降检测方法。
【背景技术】
[0002] 动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer, DVR)是一种用于保证敏感负荷供 电电压稳定的有效串联补偿装置，可在毫秒级时间内向系统与负荷之间串联注入幅值和相 位可调的电压，补偿电压暂降，从而保证敏感负荷的电压在受到系统电压扰动时仍处于可 接受的范围内。
[0003] DVR为了满足检测的实时性要求，普遍采用的是基于dq变换的检测方法。实际电 压暂降事故中多为单相事件，在单相系统中为了应用dq变换，需要构造虚拟三相系统，或 者构造相互垂直且正交的a P两相电压，再通过a P-dq变换进行检测，两种方法都需要 根据一相电压去构造其他相电压。
[0004] 国内外学者相继提出了一些改进方法，利用单相电压延迟60°构造三相电压，根 据实测所得到的单相电压延时90°来构造a P静止坐标系中的a、P分量，利用求导代 替移相构造三相系统或单相延时的a、P分量，利用延时S角法构造a、0分量。上述前 两种移相构造的方法都需要较大的延时，不能完全满足检测的实时性要求，求导构造的方 法虽然具有极好的快速响应特性，但存在过冲现象，且抗白噪声能力差的特点，延时S角 法虽然保证了较好的快速响应特性，但不可避免地对谐波及噪声有放大作用。
[0005] 上述基于a P -dq变换的各类检测算法一般都采用软件锁相技术对待测电压信 号进行同步锁相，但在某些情况下，系统发生电压暂降时会伴有频率偏移，软件同步锁相技 术无法实现动态跟踪。
【发明内容】
[0006] 针对现有电压暂降检测方法存在的上述缺陷，本发明提出一种适用于动态电压恢 复器的电压暂降检测方法，包括：
[0007] 步骤1 :等间隔采集目标线路电压值，从采集的电压采样数据中依次选取时间间 隔相同的前、中、后三个检测点；
[0008] 步骤2 :针对非同步采样，由前、中、后三个检测值获得相角变化信息，针对同步采 样，两次检测间的相角变化信息不变，则设为定值；然后由前、后两个检测点及相角变化信 息构造所需的移相分量；
[0009] 步骤3 :将中间检测点电压采样值、构造的移相分量经a 0-dq变换矩阵与低通滤 波后获得基波的d轴直流分量、q轴直流分量；
[0010] 步骤4 :对d轴直流分量、q轴直流分量进行平方和相加、再取均方根运算，获得电 压幅值；对q轴直流分量除以d轴直流分量的商进行反正切函数运算获得实时相位，前、后 时刻相位检测值相减即可获得相位跳变角。
[0011] 所述步骤1中等间隔采集不仅适用于非同步等间隔采样，也适用同步等间隔采 样。
[0012] 所述步骤2中的构造所需的移相分量由前、后检测点电压检测值之差与相角变化 信息相除得到。
[0013] 所述步骤3中的a 0 -dq变换矩阵元素由设定的恒50Hz单位正弦、余弦波瞬时采 样值构成。
[0014] 所述步骤3中的低通滤波采用巴特沃斯滤波器滤波。
[0015] 所述步骤4中电压幅值与相位跳变角的计算结果对应中间检测点时刻。
[0016] 本发明的有益效果在于：与求导法相比，在保证实时性的同时，减小了对谐波与噪 声的放大作用；与延时S角构造法相比，利用三点检测代替延时S角两点检测，构造方法 更为简易，在相同延时的情况下，减小了对谐波的放大作用；与延时90°法相比，虽然对谐 波与噪声的仍有一定的放大作用，但大大提高了检测的快速响应特性；未采用软件锁相技 术，仅由恒50Hz单位正弦、余弦波瞬时采样值构成变换阵，实施简单，特别适合应用于电压 暂降检测伴随有频率偏移的工况。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是电压暂降检测方法逻辑框图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。
[0019] 一种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法，如图1所示，包括：
[0020] 步骤1 :等间隔采集目标线路电压值，从采集的电压采样数据中依次选取时间间 隔相同的前、中、后三个检测点；
[0021] 步骤2 :针对非同步采样，由前、中、后三个检测值获得相角变化信息，针对同步采 样，两次检测间的相角变化信息不变，则设为定值；然后由前、后两个检测点及相角变化信 息构造所需的移相分量；
[0022] 步骤3 :将中间检测点电压采样值、构造的移相分量经a @-dq变换矩阵与低通滤 波后获得基波的d轴直流分量、q轴直流分量；
[0023] 步骤4 :对d轴直流分量、q轴直流分量进行平方和相加、再取均方根运算，获得电 压幅值；对q轴直流分量除以d轴直流分量的商进行反正切函数运算获得实时相位，前、后 时刻相位检测值相减即可获得相位跳变角。
[0024] 所述步骤1中等间隔采集不仅适用于非同步等间隔采样，也适用同步等间隔采 样。
[0025] 所述步骤2中的构造所需的移相分量由前、后检测点电压检测值之差与相角变化 信息相除得到。
[0026] 所述步骤3中的a @ -dq变换矩阵元素由设定的恒50Hz单位正弦、余弦波瞬时采 样值构成。
[0027] 所述步骤3中的低通滤波采用巴特沃斯滤波器滤波。
[0028] 所述步骤4中电压幅值与相位跳变角的计算结果对应中间检测点时刻。
[0029] 实施例一
[0030] 等间隔选取三个采样点，作为前、中、后三个检测点uk_m、uk、u k+m，m可为相邻检测点 之间的采样间隔数，参数m的选取由待观测电压信号信噪比与电压提取精度要求决定，与 观测电压信号信噪比成反比，Ts为固定采样间隔，则相邻检测点之间的相位差0为：
【权利要求】
1. 一种适用于动态电压恢复器的电压暂降检测方法，其特征在于，包括： 步骤1:等间隔采集目标线路电压值，从采集的电压采样数据中依次选取时间间隔相 同的前、中、后三个检测点； 步骤2 :针对非同步采样，由前、中、后三个检测值获得相角变化信息，针对同步采样， 两次检测间的相角变化信息不变，则设为定值；然后由前、后两个检测点及相角变化信息构 造所需的移相分量； 步骤3:将中间检测点电压采样值、构造的移相分量经a P-dq变换矩阵与低通滤波后 获得基波的d轴直流分量、q轴直流分量； 步骤4 :对d轴直流分量、q轴直流分量进行平方和相加、再取均方根运算，获得电压幅 值；对q轴直流分量除以d轴直流分量的商进行反正切函数运算获得实时相位，前、后时刻 相位检测值相减即可获得相位跳变角。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中等间隔采集不仅适用于非同 步等间隔采样，也适用同步等间隔采样。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中的构造所需的移相分量由 前、后检测点电压检测值之差与相角变化信息相除得到。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的a P-dq变换矩阵元素由 设定的恒50Hz单位正弦、余弦波瞬时采样值构成。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的低通滤波采用巴特沃斯滤 波器滤波。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中电压幅值与相位跳变角的计 算结果对应中间检测点时刻。
【文档编号】G01R19/00GK104360137SQ201410654072
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】肖湘宁, 陈鹏伟, 罗超, 孙雅旻, 陶顺 申请人:华北电力大学