相关非同步采样下电力系统相量测量修正算法

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1、第34卷第7期仪器仪表学报Vo1．34No．72013年7月ChineseJournalofScientificInstrumentJu1．2013非同步采样下电力系统相量测量修正算法姚文轩，滕召胜，唐求，高云鹏(湖南大学电气与信息工程学院长沙410082)摘要：非同步采样条件下，利用傅里叶变换进行相量分析将出现由频谱泄漏造成的误差。针对工频交流正弦信号中基波电压偏移且采样频率恒定而引起的非同步采样误差，推导了非同步采样下傅里叶变换结果表达式，建立了离散傅里叶变换相角与幅值的误差模型，得到相角和幅值误差与频率偏移量和采样初始相位角的函数关系，提出了基于

2、基波正序分量法的相角与幅值修正算法。所提算法不需要对信号施加特殊的窗函数。仿真和实测结果表明，在基波频率波动剧烈、高斯白噪声存在、非同步采样程度较大的情况下，利用较少的计算量便可准确地获得信号的相角和幅值，适用于电力系统相量的高精度快速测量。关键词：非同步采样；离散傅里叶变换；误差；正序；修正中图分类号：TM930．115文献标识码：A国家标准学科分类代码：470．40PowersystemphasormeasurementandcorrectionalgorithmunderasynchronoussamplingYaoWenxuan，TengZha

3、osheng，TangQiu，GaoYunpeng(CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：InthephasoranalysisbydiscreteFouriertransform(DFT)，theerrorcausedbyspectrumleakageappearsunderasynchronoussamplingcondition．Toreducetheasynchronoussamplingerrorca

4、usedbypowerfrequencydevia—tiofl，theexpressionoftheDFrresultunderasynchronoussamplingisdeducedandtheerrormodelsofamplitudeandphaseareestablished．Thefunctionalrelationbetweenthephaseandamplitudeerrorsandthefrequencydeviationaswellasinitialsamplingphaseangleisobtained．Thephaseandam

5、plitudecorrectionalgorithmbasedonthepositivesequencecomponentmethodoffundamentalwaveisproposed．Theproposedalgorithmdoesnotneedtoapplyspecialwindowfunctiononthesigna1．Simulationandpracticalmeasurementresultsindicatethatundertheconditionsofdrasticfundamentalfrequencydeviation，exis

6、tingGausswhitenoiseandlargeextentofasynchronoussampling，accu—rateamplitudeandphaseoftheinputsignalcanbeobtainedwithonlylesscomputationaltasks；andtheproposedal-gorithmissuitableforfastandhigh-precisionphasormeasurementofpowersystem．Keywords：asynchronoussampling；discreteFouriertra

7、nsform(DFT)；error；positivesequence；correction它可以利用GPS提供的高精度时钟信号，构造全网一致1引言的同步时间参考相量，实现系统内任意节点间的相对相角与幅值测量和全网数据的同步采集、记录、传输及分随着全球定位系统(globalpositioningsystem，GPS)析处理，为电力系统的动态监测、实时保护提供有效的全面民用化及快速通信技术的发展，电力系统实时相依据。量测量日益受到关注⋯。相量测量单元(phasormeas．离散傅里叶变换(discretefouriertransform，DFT)计urem

8、entunit，PMU)在电力系统监测中获得了广泛应用，算效率高，便于在DSP等嵌入式系统中实