一种电力系统中相量测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及相量和谐波分析技术领域，更具体涉及一种电力系统中相量测量方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，电力系统中应用最广泛的相量和谐波分析方法是离散傅里叶变换 (Discrete Fourier Transform, DFT)算法。但是，在含有直流衰减分量的情况下，DFT方 法就会严重失真，有些研究通过精确的估计参数来消除直流分量的影响，但是，噪声，谐波/ 间谐波和多直流分量，会使这些方法出错。
【发明内容】
[0003] (一）要解决的技术问题
[0004] 本发明要解决的技术问题是提出一种相量分析方法，能够在含有噪音、谐波/间 谐波和多直流衰减分量的情况下得到精确的相量、谐波/间谐波和直流衰减分量分析。
[0005] (二）技术方案
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电力系统中相量测量方法，所述方法 包括以下步骤：
[0007] Sl、对于一个米样信号，建立如下分析模型：
【主权项】
1. 一种电力系统中相量测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 51、 对于一个米样信号，建立如下分析模型：
式中免=40，Ts是采样间隔，w(n)表示加性白噪音，L是所述采样信号 中分量的个数，Ai, Φ i，％，&分别是第i个信号分量的幅值、相角、衰减系数和频率； 52、 对所述分析模型进行变形，得到下式： X (n) = Zm Φ nQ+ff (η) = S (n) +W (η) (2) 式中，Χ(η) =「χ(η)，χ(η+1)，…，χ(η+Μ-1)1τ，Μ 表示数据窗长度；
W(n) = [w(n) w(n+l) ... w(n+M_l)]T， Q - [qi Q2 *** Ql^ Φ = diag(z1, z2, ···, zL)； 53、 从所述步骤S2中公式（2)得到： S (η) = ΖΜΦηΘ = UQ (3) 将S (η)和U如下分解：
得到： S1= Z.，nQ = U1Q ;S2= ZM_，n+1Q = U2Q (5) 54、 从所述步骤S3中公式（5)可以得到如下关系式： U2= U A (6) 其中，Φ矩阵包含了所述采用信号的所有分量的频率和衰减系数的信息； 55、 根据所述步骤S4的矩阵Φ计算得到所述采用信号中各信号分量的幅值、相角、衰 减系数和频率，从而得到采样信号的相量参数，根据所述相量参数对电力系统中的相量进 行分析。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中计算矩阵Φ具体包括以下 步骤： S41、确定一个N维的艾尔米特矩阵Rx，并以特征分解的形式如下： λ - Ifrt
ρ牢 / 卞 式中，A = diag(4，毛，…人：)包含述艾尔米特矩阵11、的特征值， 排列；V = [V1, V2，…Vn]是相应的矩阵特征向量； 542、 所述步骤S41中，矩阵V分解为两个矩阵：N*L维信号特征向量矩阵Vs= [Vl，V2，… vj和N* (N-L)维噪声特征向量矩阵Vn= [V w，\+2,…vN]，矩阵V和U对应于相同的信号子 空间，存在一个可逆的矩阵T，满足： Vs= UT (8) 543、 将所述步骤S42中公式（8)按照下式进行分解：
联立公式（4)、（8)、（9)得到： V1= U1T, V2= U2T (10) 544、 将所述步骤S4中的公式（6)和所述步骤S42中的公式（10)联立，计算得到： V2= ν^ΦΤ = V1F (11) 根据公式（11)得到矩阵Φ为： Φ = diag( λ " λ 2，…，λ L) (12) 其中，入馮Ψ的特征值，Ψ为根据公式（11)计算得到，具体为： Ψ = (V1hV1)^1V1 hV2 (13)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中，计算各信号分量的幅值、 相角、衰减系数和频率过程如下： 551、 建立如下公式： AQ = Y (15) 其中，λ通过ψ的特征值来建立，具体为：
Y为通过采样信号X (η)建立，具体为： Y = [X (0) X (1)…X (Ν-1) ]T (17) 552、 根据所述步骤S451公式（15)计算得到Q = Iiq1 q2…qJT: Q = (λΗλ)Η) λΗΥ (18)。 553、 根据如下公式计算采用信号中各信号分量的幅值、相角、衰减系数和频率： A = angle ( λ D/2 π Ts，Bi=-In (λ )/Ts
Φ? = angle (q J 其中，Ai, (^，ai，&分别是第i个信号分量的幅值、相角、衰减系数和频率。
【专利摘要】本发明公开了一种电力系统中相量测量方法，所述方法通过对采样信号的分析模型进行变形和计算得到采样信号的相量参数，并通过所述相量参数对电力系统中的相量进行分析，利用本发明的方法能够在含噪声、谐波/间谐波和多直流衰减分量的影响下得到精确的相量、谐波/间谐波和直流衰减分量分析。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104655965
【申请号】CN201510080566
【发明人】薛蕙, 万蓉, 陈娟
【申请人】中国农业大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月13日