一种得到电力系统频率滑差的方法
专利汇可以提供一种得到电力系统频率滑差的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种得到电 力 系统 频率 滑差的方法，首先建立电力系统频率变化模型，设，其中为参考时间处频率；通过对电力系统 电压 信号 以进行等间隔 采样 ，获得电压序列{}；通过过零检测和插值法寻找序列{}中电压信号过零点出现的时刻，然后将由负到正变迁的零点存入序列{}，而由正到负的零点则存入序列{}。接着选取序列{}中包含参考点在内的从到的个数据及序列{}中从到的个数据，估算瞬时频率，并由此构建点二维序列的线性回归获得参数和，由此得到频率模型的参数,。最后取频率模型在时刻的微分即得频率滑差。，下面是一种得到电力系统频率滑差的方法专利的具体信息内容。
1.一种得到电力系统频率滑差的方法，其特征是步骤如下：
(1) 首 先 建 立 电 力 系 统 频 率 变 化 模 型， 设
，其中 为参考时间 处频率；
(2)通过对电力系统电压信号以 进行等间隔采样，获得电压序列{ }；
(3)通过过零检测和插值法寻找序列{ }中电压信号过零点出现的时刻，并将由负到正变化的零点所对应的时间值简称正零点放入序列{ }，以下采用正零点序列作为算法的时间参考序列，而由正到负变化的零点所对应的时间值简称负零点则存入序列{ }；
(4).选定正零点序列{ }中包含参考点 在内的从 到 的
个数据及负零点序列{ }中从 到 的 个数据，估算 时刻的瞬
时频率
其中： 、
并根据估算出的瞬时频率及观测时刻构建 点二维序列
{ } （ ）；
(5).对二维序列{ }按 进行一元回归，获得
参数 和 ；
其中： 、 、
、
(7).对频率模型 取微分可得系统在时刻 的频率滑差
。
2.根据权利要求1所述的得到电力系统频率滑差的方法，其特征是：采用过零检测和插值法搜索电压信号序列{ }的过零点在时间轴上的位置，并将由负到正变化的零点时间值构成序列{ }，由负到正变化的零点时间构成序列{ }。
3.根据权利要求1或2所述的得到电力系统频率滑差的方法，其特征是：对应时刻的回归序列的时间参考点 是通过在电压信号正零点序列{ }中寻找满足条件的点，然后向前递推 个点后得到 = ，其中 。
4.根据权利要求1或2所述的得到电力系统频率滑差的方法，其特征是：利用电压信号正零点序列{ }中 到 的 个数据及电压信号负零点序列{
}中从 到 的 个数据估算 时刻的瞬时频率
其中： 、 。
5.根据权利要求1或2所述的得到电力系统频率滑差的方法，其特征是：选取正零点序列{ }中包含参考点 在内的从 到 的 个数据和估算出的瞬
时频率构建 点二维序列{ }并按 进行一元回
归，获得频率模型参数 和 ；
其中： 、 、
、 。
6.根据权利要求1或2所述的电力系统频率滑差的方法，其特征是：根据回归得到的频率模型参数 和 ，电力系统在 时刻的瞬时频率按式 ，而时刻
的频率滑差按下式计算：
。
7.根据权利要求1或2所述的电力系统频率滑差的方法，其特征是计算时取最新的6组观测数据，对应N=5进行参数估计；采用的序列均为无穷序列，实际算法编程时序列应采用 队列作为序列的数据窗，并保证正确处理数据窗边界的数据。
8.权利要求1至7所述的电力系统频率滑差的方法应用于电力系统的低频减载控制、频率紧急控制装置和频率记录中。
一种得到电力系统频率滑差的方法
际测量 都表明电力系统的频率是呈指数变化的，在频率偏离正常值的初始阶段接近线性，但随着频率的下降，在后半段非线性越来越明显，导致测量误差加大。
这种方法在正弦信号的每个周期测量一次频率 (n=0,1,2…)，取间隔为5次的频率之差作为频率偏差，同时设时间间隔为100ms,则频率滑差计算为：
2.累积时间测量频差法
设频率从初始值 以 的变速变化到终止值 时, 累计需要时间 ,则
[3]
。这种方法 使用硬件定时器捕获信号的上升沿，将连续两个上升沿的时间取倒数得到频率（ ），通过累计多个信号周期得到时间 , 再计算频率滑差。
可能还迭加着一些幅度不大的周期分量) ，低频减载动作后由于系统惯性，频率又会按指数规律上升。频率变化的开始阶段很接近线性，但随着时间增长，非线性会越来越明显，无法保证测量准确度。导致上述方法测量不准的另一个原因是这些算法都假定系统频率只在[1][2]
信号过零点时才变化一次 （即频率满足“周期递增（减）律”），而真实的系统频率是连续变化的，瞬时频率的观测误差也将使整个频率滑差测量误差加大。
2003年6月
2.田建设 米增强 电力系统低频低压减载装置测试研究 华北电力大学学报 1998年
10月
3.刘国同 基于DSP的频率采集和滑差计算技术 工程建设 2009年8月
4.巫柯 李兴源 李青芸 一种自适应的低频减载方案的设计 四川电力技术 2009年4月
5.易龙强 基于一元线性回归理论的数字正弦信号频率测量算法 电测与仪表 2011年第3期
6.秦明亮 杨秀朝 在频率紧急控制装置中扩充df/dt应用的探讨 电网技术 1998年6月
7.杨冠城 电力系统自动装置原理. 北京: 水利电力出版社, 1986.
8.孟祥忠 王 博 主编 电力系统自动化 中国林业出版社 2006年8月第1 版三、发明内容
本发明的目的是提出一种准确计算电力系统频率滑差的方法和应用，通过快速准确计算瞬时频率和频率滑差，适用于对滑差计算精度和实时性要求的较高的低频减载、频率紧急控制装置和频率记录仪中，及其他利用频率滑差实现闭锁或加速的应用场合。
(2).通过对电力系统电压信号以 进行等间隔采样，获得电压信号采样序列{ }；
(3).通过过零检测和插值法寻找序列{ }中电压过零点出现的时刻，并将由负到正变化的零点所对应的时间值（以下简称正零点）放入序列{ }（以下采用正零点序列作为算法的时间参考序列），而由正到负变化的零点所对应的时间值（以下简称负零点）则存入序列{ }；
(4).选定正零点序列{ }中包含参考点 在内的从 到 的 个数
据及负零点序列{ }中从 到 的 个数据，估算 时刻的瞬时频率
其中： 、
并根据估算出的瞬时频率及观测时刻构建 点二维序列
{ } （ ）；
(5).对二维序列{ }按 进行一元回归，获得参
数 和 ；
其中： 、 、
、
(7).对频率模型 取微分可得系统在时刻 的频率滑差
；
利用上面的方法还可以辨识出两个不同系统瞬时频率模型，进而计算出两个系统间的频率变差和频率变差加速度，为机组并网和为检同期合闸提供更准确合闸角的预测。
2． 个观测点的时间信息由零点搜索和插值生成，无须额外硬件回路；
3．观测点的瞬时频率由短期模型估算而得，比以往方法更接近真实值；
4. 采用指数模型作为系统频率变化模型，通过线性回归获得模型参数，计算简单
5．克服以往线性频率模型在系统低频时的滑差测量的拟合误差大的缺点；
6．最终频率由估计出的指数模型给出，可以得出系统瞬时频率。
[7]
研究表明电力系统是个惯性系统，负荷变化将会引起的频率波动，是呈指数变化的[8]
（如附图1），在每个比较小的时间段频率变化趋势近似为：
其中 为参考时间 处频率 --系统惯性 (1)
而频率滑差则表示为：
(2)
对式1两边取自然对数有：
(3)
令 ， ，可得到一个频率变化的线性模型
(4)
2. 过零点搜索
本发明给出的获得频率滑差方法是通过对{ }进行零点搜索和线性插值来获得信号各个零点的准确时刻，具体步骤如下：
(1).搜索序列{ },若 和 的符号不同，则在采样时刻 和 之间存在一
个过零点转步骤2计算零点的准确位置，否则继续搜索下一个样点数据；
(2).在时间轴上通过拉格朗日插值得到当前过零点的时刻 ( )；
其中 -采样间隔
(3).若 且 ，则当前零点是正零点，将时刻 记录到序列{ }，否则
将其记录到负零点序列{ }；
(4).转步骤1进行新的零点搜索.
3.参考时间选取
在确定时间参考点之前需要确定参与回归的数据长度 。设需要计算 时刻的系统频率滑差，通过在正零点序列{ }中寻找满足条件 的点，然后向前递推
个点，令 ，则时刻（= ）对应着需要寻找的参考点。
（6）
解上述方程组有
（7）
（8）
根据式8，若系统频率稳定不变时必有 ,则频点 的计算表达式可化简如下：
（9）
用上述方法可估算出每个正零点处的瞬时频率 ( 为参考零点， )。 [0013] 5． 回归序列构建
在正零点序列{ }中以 为模型的时间参考点，选取数据 、 、...、
构建二维序列{< >}，其中 、 (
)。
(11)
其中： 、 ( )
根据参数 ，获得式1描述的模型中的参数 。
(12)
对式12取微分即可得到时刻 时刻的频率滑差，如下式：
(13)
7.应用
[5]
为提高噪声抑制能力，零点检测也可以使用文献 所述的一元回归法。根据正弦信号的特点，采样率越高，电压信号在零点附近就越接近线性，零点检测时得到时间信息就越准确。但采样率增加会导致存储增加和计算量的增加，而噪声和谐波都会影响信号的过零点，所以需要合理选择采样率并对序列进行带通滤波。理论上参与回归计算的点数越多，估计出的参数就越准，同时运算量也越大，算法的动态响应时间越长。而电力系统负荷变化的不确定性又导致式1中的模型参数并非固定不变，而滑差的计算要求是快速准确，实际计算时取最新的6组观测数据（对应N=5）进行模型的参数估计就可以获得比较满意的结果。
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