一种电力系统多频率振荡的频率测量方法
【专利摘要】本发明提供了一种电力系统多频率振荡的频率测量方法，包括以下步骤：(1)以时间间隔Ts对电网中的电压信号进行n组采样，每组采集(2n+1)个采样电压，获得n组采样值；(2)对第i组采样值中的2n+1个元素进行组合得到n+1个元素并形成一个(n+1)×1矩阵；k遍历1、2……n后获得n个(n+1)×1矩阵X(k)；(3)将n个(n+1)×1矩阵X(k)中每个矩阵的第一个元素抽取出来形成了一个1×n矩阵；(4)将(n+1)×1矩阵X(k)中的第一个元素去掉并由剩下的n个元素形成了一个n×1矩阵，n个n×1矩阵构成一个n×n矩阵；(5)将1×n矩阵X1与n×n矩阵X′的逆相乘后得到一个1×n矩阵；根据1×n矩阵和频率测量因子sv构造一元n次方程(6)根据一元n次方程获得n个解s′v，并根据fv＝arccos(s′v)/2πTs获得n个测量频率。本发明可以获得电力系统中所有频率。
【专利说明】一种电力系统多频率振荡的频率测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交流输电系统的参数辨识【技术领域】，更具体地，涉及一种电力系统多频率振荡的频率测量方法。
【背景技术】
[0002]随着我国特高压跨区域大电网的逐步发展，互联电网的不断扩大，电力系统振荡事故时有发生。当输电线路输送功率超过极限值、电网发生短路故障、环状系统(或并列双回线)突然开环、大容量机组跳闸或失磁、电源间非同步合闸未能拖入同步等，均可能会使电力系统发生不同程度的振荡。
[0003]当复杂电力系统发生振荡时，系统中可能出现多个振荡频率，这种多频率状态给继电保护的正确动作带来了极大影响。准确辨识各个频率是消除负序不平衡电流、防止方向元件误启动、精确测量距离阻抗值的重要基础。
[0004]目前频率测量方法一般有基于傅里叶变换的算法、小波分析法、过零点法、信号去调制法、函数解析法、函数逼近法(如最小二乘法、卡尔曼滤波算法)及人工神经网络法等；这些方法都是建立在单频率信号的基础上，当系统发生多频率振荡时，上述方法均存在精度不足甚至完全不适用的问题。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种电力系统多频率振荡的频率测量方法，旨在解决现有技术只能测量单频率的问题。
[0006]本发明提供了一种电力系统多频率振荡的频率测量方法，包括下述步骤:
[0007](I)以时间间隔Ts对电网中的电压信号进行η组采样，每组采集(2η+1)个采样电压，获得η组采样值；
[0008]第i组米样值为G =[?ωι m(；)2…w(,)j…; i表不η组米样值的序号，i
=1、2、3......n ；u(i)J为第i组采样值中第j个采样电压；j表示2n+l个采样电压的序号,j
=1、2、3、……2n+l ;采样频率 fs = 1/TS ；
[0009](2)对第i组采样值中的2n+l个元素进行组合得到n+1个元素并形成一个
(n+1) X I 矩阵X(k)= [x(k)1 x(k)2 …x(k)w …x(k)n+1]T, i 遍历 1、2......η后获得η个(n+1) X I
矩阵Xqo ；
[0010]x(k)w为第k个矩阵的第w个元素，w = 1，2...n+1，k表示η个矩阵的序号，k = 1，
2...n ；k的值恒等于i的值；
[0011](3)将η个(n+1) Xl矩阵X(k)中每个矩阵的第一个元素抽取出来形成了一个I Xn矩阵X1= [χ(1)1 Χ(2)1…X001…χωι] ;X(k)1为第k个矩阵的第一个元素；
[0012](4)将(η+1)Χ1矩阵X00中的第一个元素去掉并由剩下的η个元素形成了一个ηΧΙ矩阵，η个ηΧΙ矩阵构成一个ηΧη矩阵
【权利要求】
1.一种电力系统多频率振荡的频率测量方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)以时间间隔Ts对电网中的电压信号进行η组采样，每组采集(2η+1)个采样电压，获得η组采样值； 第i组采样值为辽=[?(01 )……"(,)2,,41] ; I表示η组采样值的序号，i = 1、2、3......n ；u(i)J为第i组采样值中第j个采样电压；j表示2n+l个采样电压的序号,j = 1、2、3、……2n+l ;采样频率fs = 1/TS ； (2)对第i组采样值中的2n+l个元素进行组合得到n+1个元素并形成一个(n+1)X I矩阵 x(k) = [x(k)i x(k)2 …x(k)w …x(k)n+i]T，i 遍历 1、2......η 后获得 η 个(n+1) X I 矩阵 X(k)； x(k)w为第k个矩阵的第w个元素，w= l，2...n+l，k表示η个矩阵的序号，k= l，2...n ;k的值恒等于i的值； (3)将η个(n+1)X I矩阵X00中每个矩阵的第一个元素抽取出来形成了一个I Xn矩阵X1= [χωι X⑵r“x(k)r“x(n)1] ;x(k)1为第k个矩阵的第一个元素；(4)将(n+1)X I矩阵X00中的第一个元素去掉并由剩下的η个元素形成了一个nX 1-Υ(1)2 Λ(2)2 … -Υ(--)2矩阵，η个nXl矩阵构成一个ηΧη矩阵Xi=如 ，
； (5)将所述IXn矩阵X1与所述ηΧη矩阵X'的逆相乘后得到一个IXn矩阵X=[X1 X2…xn];根据所述IXn矩阵X = [X1 XfXn]和频率测量因子Sv构造一元η次方程
+ X2Sl +...++ XnS" = I ; (6)根据所述一元n次方程+?2+...+'s获得n个解s' v，并根据fv =arccos (s1 ν)/2 π Ts 获得 η 个测量频率；v = 1, 2...η。
2.如权利要求1所述的频率测量方法，其特征在于，步骤(2)中(n+1)X I矩阵X(k)中各个元素具体为
，U(i)n为第i组采样值中第η个釆样电压，釆样电压的系数满足杨辉三角规律。
【文档编号】G01R23/02GK104198809SQ201410309676
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】文安, 吴梓亮, 赵曼勇, 田霖, 莫天文, 黄维芳, 于芮技, 李银红 申请人:中国南方电网有限责任公司, 华中科技大学