本文關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)的頻率測量算法研究

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【摘要】：頻率是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo),也是電力系統(tǒng)實施安全穩(wěn)定控制的重要反饋變量,電力系統(tǒng)運(yùn)行的各個環(huán)節(jié)都需要快速準(zhǔn)確測量頻率。傳統(tǒng)的頻率測量算法在電力系統(tǒng)新的發(fā)展趨勢下,可能會存在運(yùn)算速度或精度無法保證的問題,因此,修正傳統(tǒng)算法或者研究新的算法,以適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)展,具有重要意義。本文對傳統(tǒng)測頻算法的基本原理進(jìn)行了深入研究,并以此為基礎(chǔ)上提出三種適用于不同情況的測頻算法。主要取得的研究成果總結(jié)如下:傳統(tǒng)常用的一些算法存在耗時較長且計算量大的問題,尤其是頻率劇烈變化時,所需時間更是成倍增長,因而不能完全適用于實時性要求高的場合。本文提出一種基于插值型數(shù)值微分的快速頻率測量算法,利用Newton插值法及Newton向前差分公式獲取信號的多階導(dǎo)數(shù),進(jìn)而獲得系統(tǒng)頻率,實驗仿真結(jié)果表明,該算法測量精度較高,實時性強(qiáng),且不受電壓幅值及相角不同的影響,適用于實時性要求高的場合�；谙嘟遣畹膫鹘y(tǒng)傅氏測頻算法所采用的相角差無法正確反映真實相角差,導(dǎo)致計算結(jié)果存在原理誤差。本文提出了一種基于修正相角差的傅氏測頻算法。利用相角差作為中間量,通過修正因子對相角差進(jìn)行修正,消除傳統(tǒng)傅氏算法的原理誤差。算法保留了傅氏算法不敏感于噪聲和諧波的良好特性。同時,采用基于二次插值技術(shù)的采樣序列迭代修正方法,克服傳統(tǒng)測頻算法速度與精度無法兼得的矛盾。仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)傅氏算法,在相同的硬件環(huán)境下,本文算法的運(yùn)算速度及測量精度均有提高。傳統(tǒng)的測頻算法一般基于靜態(tài)模型進(jìn)行估算,在暫態(tài)過程中,會產(chǎn)生較大誤差。本文提出一種基于含衰減直流分量的動態(tài)模型的測頻算法,采用最小二乘法擬合動態(tài)模型的泰勒展開多項式。算法首先將觀察窗的動態(tài)模型展開為二階泰勒多項式,然后利用最小二乘法求取泰勒系數(shù),根據(jù)泰勒系數(shù)即可估算動態(tài)模型的頻率。該算法具有不敏感于噪聲及諧波、精度高、延時小、且不適用區(qū)短的良好特性,十分適用于電力系統(tǒng)暫態(tài)過程中瞬時頻率的實時測量。仿真表明,本算法在含衰減直流分量、含噪聲、含諧波、頻率波動、相角突變、幅值突變等暫態(tài)過程中均表現(xiàn)出良好的性能。
【關(guān)鍵詞】：頻率測量 算法 數(shù)值微分 傅氏算法 泰勒展開 最小二乘法
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM935.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-17
• 1.3 本文研究內(nèi)容17-18
• 2 基于數(shù)值微分的快速測頻算法18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 基于NEWTON向前差分的多階導(dǎo)數(shù)計算18-21
• 2.3 基于數(shù)值微分的快速測頻算法21-24
• 2.4 算例分析24-26
• 2.5 小結(jié)26-27
• 3 基于修正相角差的傅氏測頻算法27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 傅氏測頻算法的基本原理27-29
• 3.3 基于修正相角差的傅氏測頻算法29-31
• 3.4 算法特點31-32
• 3.5 算法誤差分析32-34
• 3.6 算例分析34-38
• 3.7 小結(jié)38-39
• 4 基于含衰減直流分量的動態(tài)模型的測頻算法39-52
• 4.1 引言39-40
• 4.2 基于含衰減直流分量的動態(tài)模型的測頻算法40-44
• 4.3 算例分析44-50
• 4.4 進(jìn)一步說明50-51
• 4.5 小結(jié)51-52
• 5 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 全文總結(jié)52-53
• 5.2 展望53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄59-60
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目60

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