一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，该方法主要步骤为：第一，对电网连续电压电流信号进行离散采样，获得N点采样序列Yu(n)、Yi(n)；第二，应用窗函数构建加窗系数矩阵W，并处理Yu(n)、Yi(n)，获得加窗信号矩阵Ywu、Ywi；第三，利用泰勒公式和最小二乘法构建系数矩阵T；第四、通过系数矩阵T与加窗信号矩阵Ywu、Ywi，计算基于一阶泰勒展开的电压或电流计算结果矩阵g；第五，根据电压和电流计算结果矩阵g，计算电压电流基波相量最后得到有功功率结果P。该方法采用一阶泰勒展开、最小二乘法和加窗法建立矩阵计算模型，可快速测量电压和电流基波相量，减少谐波成分对基波有功功率测量的干扰，且精度高、计算简单。
【专利说明】一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力参数测量【技术领域】，涉及一种基于泰勒展开式的有功功率快速测 量方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国电力系统的飞速发展，电能质量获得了越来越多的关注，它关系着发电、 输电和用电三方的切身利益。有功功率是电力系统运行、监视、控制、计量的重要参数。在 电力系统中，非线性负荷的日益增多及电力电子装置的广泛应用，使电网中谐波情况变得 愈加复杂，谐波的存在增加了电网有功功率准确测量的难度。当今我国大力发展智能电网， 用电需求成倍增加，对有功功率测量又提出了更快更准的要求。目前的有功功率测量方法 在实际运用中难以同时满足抗谐波干扰和测量精度速度的需求，这就促使研宄人员对快速 有功功率测量进行深入、全面的研宄，探索新的有功功率测量方法，以满足电功率测量准确 性和实时性的要求。
[0003] 本发明提出的方法，克服了传统方法难以同时满足有功功率测量抗谐波干扰和计 算精度速度要求的缺点。采用一阶泰勒展开、最小二乘法和加窗法建立矩阵计算模型并计 算电压电流相量，可快速测量电压和电流基波相量，减少谐波成分对基波有功功率测量的 干扰，且精度高、计算简单，为电力系统有功功率快速测量提供了一条有效的途径。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，克服了传统有功功 率测量方法易受谐波干扰，难以同时满足测量精度和计算速度要求的缺点。基于一阶泰勒 展开的计算模型构建方法可快速测量电压和电流基波相量，减少谐波成分对基波有功功率 测量的干扰；使用加窗法和最小二乘法可在满足精度的情况下加速计算过程。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：第一，对电网连续电压和电流信 号进行离散采样，获得电压电流信号的N点采样序列YuOihYi(η);第二，利用窗函数构建加 窗系数矩阵W，并应用W处理离散采样序列Yu (n)、Yi (η)，获得加窗信号矩阵Ywu=WYu、Ywi = WYi;第三，利用泰勒公式和最小二乘法构建电压电流信号系数矩阵T;第四，根据系数矩阵 T与加窗后的信号矩阵Ym、Ywi，计算基于一阶泰勒展开的电压或电流计算结果矩阵g，计算 公式为：g= 2 (ThWhWIT1ThWhY;第五，根据电压和电流计算结果矩阵g，计算电压电流的基波 幅值和相位，得到电压电流基波相量6、?，最后得到有功功率结果P。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008] 步骤一：对时域连续电网电压信号yu(t)和电流信号yi(t)以采样频率fs进行采 样，根据采样定理fs应大于电压和电流信号谐波最高频率的2倍，经过采样后得到电压、电 流的N点离散采样序列Yu(Ii)Ji (η)，η= 0，1，2，…，N-I，N为奇数；
[0009]步骤二：选择窗函数，构建加窗系数矩阵W，应用加窗系数矩阵W对电压、电流信号 Yu(n)Ji (η)进行加窗处理，得到处理后的加窗信号矩阵Ym=WYuJwi=WYi,加窗系数矩阵W是由窗函数构成的对角矩阵，表达式为：
[0010
【权利要求】
1. 一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：对时域连续电网电压信号yu(t)和电流信号yi(t)以采样频率4进行采样，根 据采样定理fs应大于电压和电流信号谐波最高频率的2倍，经过采样后得到电压、电流的N 点离散采样序列丫?、￥?，11 = 0，1，2，一，^^为奇数； 步骤二：选择窗函数，构建加窗系数矩阵W，应用加窗系数矩阵W对电压、电流信号 进行加窗处理，得到处理后的加窗信号矩阵^二町^^二町"加窗系数矩阵 W是由窗函数构成的对角矩阵，表达式为：
【文档编号】G01R21/06GK104483539SQ201510007902
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2015年1月8日 优先权日:2015年1月8日
【发明者】温和, 张军号, 胡亮, 滕召胜, 黎福海, 郭斯羽, 金冉, 沈凤文, 戴慧芳, 张政, 陈洲, 孟卓 申请人:湖南大学