检测电压暂降特征量的有效值算法

合集下载

一种改进的电压暂降检测方法

2006年2月电工技术学报Vol.21 No.2 第21卷第2期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Feb. 2006一种改进的电压暂降检测方法张庆超肖玉龙（天津大学电气与自动化工程学院天津 300072）摘要电压暂降是最严重的电能质量问题之一，补偿电压暂降能够带来巨大的经济效益，而实现电压暂降特征量的快速、准确检测是电压暂降补偿的前提。

本文对现有的电压暂降特征量检测方法进行了全面的研究后，提出一种改进的电压暂降检测方法。

该方法利用求导来代替αβ变换方法中的相位延迟算法，不但克服了αβ变换方法中相位延迟算法所造成的短时扰动现象，提高了检测精度，而且还明显加快了检测速度，提高了算法的实时性，从而实现了电压暂降特征量的快速、准确检测。

仿真结果证明了该方法的有效性，有望用于DVR补偿装置。

关键词：电压暂降αβ变换相位延迟动态电压恢复器中图分类号：TM835An Improved Detection Method of Voltage SagZhang Qingchao Xiao Yulong（Tianjin University Tianjin 300072 China）Abstract With wide use of sensitive electronic equipment, voltage sag has become one of the most serious problems of power quality，which has attracted extensive attentions of scholars and engineers in the power field both native and abroad, because voltage sag compensation can bring about great economic benefit. To compensate voltage sag, fast and exact detection of voltage sag characteristics (sag amplitude, time duration and angle jump) is very important. At the basis of studying present voltage sag detection methods, this paper proposes an improved detection method of voltage sag characteristics which uses differential coefficient instead of phase delay that is employed in αβtransform method for the voltage sag detection. The improved method presented in this paper enhances the detection accuracy and speed which is very useful for DVR compensation device. The simulation results verify the validity of the method.Keywords：Voltage sag, αβ transform, phase delay, dynamic voltage restorer(DVR)1引言近年来，随着各种大功率电力电子开关设备的普及应用，对电能质量提出了越来越高的要求，尤其是一些新型电力负荷如用户敏感设备PLCs，ASDs以及微处理机等对电压暂降敏感程度很高，当电压下降到80%标称值以下几个周波时就会导致设备中断，造成巨大的经济损失。

电压暂降检测方法分析

A + B − 2 AB cos(φb − φa ) A sin(φ a ) − B sin(φ b ) tan ψ = A cos(φ a ) − B cos(φ b )
2 2
P=
（ 10）
P −1 =
⎡ cos ω t − sin ω t ⎢ ⎢ 2 ⎢ × cos(ω t − 120 D） − sin(ω t − 120 D ) 3 ⎢ ⎢ ⎢ cos(ω t + 120 D） − sin(ω t + 120 D ) ⎢ ⎣
还可写成 u d (t ) = X + X cos(2ω0 t ) − Y sin(2ω0 t )
u q (t ) = −Y + Y cos(2ω0 t ) + X sin(2ω0 t )
（ 8）
对以上 2 个新信号取基波半个周期（或其整数倍）的平均值，则可由 ud， uq 的平均值求出 Y， X，从而得到暂降幅值为 (X 2 +Y 2) 2 ，相位跳变为 arctanY/X。这种方法至少有半个周期的延时。（ 2）缺损电压法 [1] 缺损电压定义为期望的瞬时电压 uPLL(t)和实际的瞬时电压 usag(t) 之间的差值。期望的瞬时电压可通过对事件发生之前的电压进行外推得到。由于两个正弦波的和或差为另一个可能具有不同相位的正弦波，因此，只要暂降电压波形为正弦波，缺损电压也为正弦波。瞬时电压波形为 VPLL(t)，被扰动的波形为 Vsag(t)，任一瞬时的缺损电压 m(t)为 m(t)= VPLL(t) -Vsag(t) （ 9）只要瞬间跌落电压波形为正弦波，则缺损电压也将为正弦波。令 VPLL (t ) = A sin(ω t − φa ) ， Vsag (t ) = B sin(ωt − φb ) 式中，A，B 和 φa，φb 分别是 PLL 电压和瞬时跌落电压的幅值和相角。 m(t)可表示为 m(t ) = R sin(ω t −ψ ) 式中 R =

新型单相电压暂降实时检测方法及实现

新型单相电压暂降实时检测方法及实现杨达亮;卢子广;杭乃善【摘要】针对单相系统电压暂降的检测,提出一种用相电压虚构出三相电压信号的新型检测方法.根据单相交流电压信号离散数据,利用相线电压相量关系,通过移相角度30°虚构出三相电压信号.所提出的检测方法幅值变化延时仅为电网工频周期的1/12,理论延时为1.67 ms,与目前延时3.33 ms的瞬时电压dq分解法和延时5.0 ms的αβ检测法相比,实时性进一步提高.根据给定的30°相位差选择离散数据的间隔,并对采样频率的选取进行深入分析,以提高检测精度.针对检测延时时间、"检测异常"情况进行仿真,结果验证了所提方法的正确性和有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2015(035)002【总页数】4页(P110-113)【关键词】电压暂降;电能质量;电力系统;电压控制;仿真【作者】杨达亮;卢子广;杭乃善【作者单位】广西大学电气工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程学院,广西南宁530004;广西大学电气工程学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TM7140 引言在众多电能质量问题中，电压暂降（voltage sag）是最严重的电能质量问题之一[1]。

对电压暂降特征量的实时、准确检测是快速、有效进行电压暂降补偿的前提。

目前，电压暂降的检测方法很多，主要有有效值计算法、dq变换法、小波变换法及动态预测法等[2-6]。

其中dq变换法实现简单，实时性好，得到广泛应用[7]。

通常实用的检测和控制算法存在4 ms的延时时间[8]，文献[8]通过改进，将延时时间控制在2 ms以内。

同时，在电力系统中发生的电压暂降多为单相事件[9]。

因此，如何针对单相系统进行电压扰动的检测显得尤为重要。

目前主要的方法是通过虚构三相系统，采用dq变换进行电压暂降参数检测[10]，一般称为瞬时电压dq分解法；或虚构正交的αβ系统，通过αβ／dq 变换计算电压暂降的特征量[11]，通常称为αβ检测法。

电压暂降与短时中断测量参考指标

电压暂降与短时中断测量参考指标电压暂降与短时中断时电能质量考核中重要的指标之一，主要是由于电网、电力设施的故障或负荷突然出现大的变化引起的。

下面本文根据电压暂降与短时中断国家标准中的相关描述，对电压暂降与短时中断测量的参考指标、测量等内容进行介绍。

一、电压暂降与短时中断测量参考指标根据电能质量——电压暂降与短时中断标准中的描述，一般采用SARFI指标来考评电压暂降与短时中断事件。

SARFI指标用来描述特定周期内某一系统或某一单一测量点电压暂降(短时中断)事件发生频度。

SARFI指标包括两种形式：一种是针对某一阈值电压的统计指标SARFIX;另一种是针对某类敏感设备的容限曲线的统计指标SARFI-curve。

1.SARFIX电能质量标准中的SARFIX推荐采用两种方式，分别为利用事件影响用户数进行统计的SARFIX-C和仅利用事件发生次数进行统计的SARFIX-T，分别如下式1和式2所示：……1、式中：X——电压方均根阈值，X可能的取值为90、80、70、50或10等，用电压方均根值占标称电压的百分数形式表示，即为X%；当X<100时，Ni为第i次事件下承受残余电压小于X%的电压暂降(或短时中断)的用户数；NT——所评估测点供电的用户总数。

(2)式中：X——电压方均根阈值，X可能的取值为90、80、70、50或10等，用电压方均根值占标称电压的百分数形式表示，即为X%；当X<100时，Ni为第i次事件下承受残余电压小于X%的电压暂降(或短时中断)的用户数；DT——监测时间段内的总天数；D——指标计算周期天数，可取值30或365，对应指标分别表示每月或每年残余电压小于X%的电压暂降(或短时中断)的平均发生天数，D≤DT。

2.SARFI-curveSARFI-curve指标是统计电压暂降(短时中断)事件超出某一类敏感设备容限曲线所定义的区域的概率，不同的容限曲线对应不同的SARFI-curve指标。

基于复小波变换和有效值算法的电压暂降检测方法

基于复小波变换和有效值算法的电压暂降检测方法张艳;殷礼胜;马瑞卿;刘冬梅;杨重良【摘要】对电压暂降三大特征量即持续时间、相位跳变和幅值的准确检测是实现电压暂降有效补偿的前提.文中提出复小波变换和有效值算法相结合的电压暂降检测方法.详细研究了复小波变换奇异性检测原理及其在电压暂降起止时间检测中的应用,采用具有四阶消失距的复Gaussian小波(Cgau4)能准确检测电压暂降发生、恢复时刻和相位跳变,利用有效值算法实现电压暂降幅值的检测.通过在Matlab中对有无畸变情况下的的电压暂降问题建模仿真,验证了该算法的有效性,实验结果表明该方法能精确检测电压暂降三大特征量.%The accurate detection of duration time,amplitude and phase jump of voltage sag is the primary problem for voltage sag compensation.A voltage sag detection method based on complex wavelet transform and RMS algorithm is proposed in this paper.The principle of wavelet singularity detection and its application in the starting and ending times for voltage sag detection are studied in detail.The begin-end time,phase jump and amplitude of voltage sag is detected by using the fourth derivative of a complex Gaussian wavelet (Cgau4) and RMS algorithm.The performance of the algorithm is validated and confirmed through simulation studies about voltage sag problem with distortion or not using the Matlab/Simulink analysis program.The experimental results show that the method can accurately detect the three kinds of characteristics of the voltage sag.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2017(054)010【总页数】6页(P74-79)【关键词】电压暂降;复小波变换;有效值算法【作者】张艳;殷礼胜;马瑞卿;刘冬梅;杨重良【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥 230009;江门供电公司,广东江门 529000;合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TM933.210 引言电压暂降是供电电压均方根值快速下降到额定值的90%～10%，而后又恢复到正常电压水平的现象［1］。

[电压跌落检测方法及动态电压恢复器控制策略]电压跌落测试

[电压跌落检测方法及动态电压恢复器控制策略]电压跌落测试电能质量不仅关系到电网的安全经济运行，还对大大小小的电力负荷的正常工作具有一定的影响。

越来越多的用电设备对电能质量非常敏感，电力用户对供电质量的要求也越来越高。

根据有关研究的数据统计可以得出，在电力系统存在的众多电能质量问题中，电压跌落问题是发生率最高且造成损失最严重的电能质量问题，而动态电压恢复器（DVR）能有效地解决电网中存在的暂态电压质量问题，如电压跌落、暂升、短时谐波等。

因此，对动态电压恢复器进行深入研究有助于解决电压跌落问题，提高电能质量，满足电力用户的高要求，具有极大的理论和现实意义。

一、电压跌落简述电压跌落是一种电压暂降现象，即在短时间内供电电压有效值出现突然下降又回升恢复。

电压跌落存在多种不同的定义，其中IEEE将电压跌落定义为供电电压有效值快速下降到90%～10%额定值范围内，并电压有效值变化将持续半个电源周期到1min；IEC所指的电压跌落表示电网中的供电电压下降到90%～1%额定值范围中，并电压有效值变化持续10ms～1min。

采用检查跌落幅值、持续时间和跳变相位等特征向量可以用来判定电力系统中是否存在电压跌落问题，并在此基础上结合动态电压恢复的补偿能力产生指令电压，以补偿敏感负载上的电压跌落幅值和跳变相位。

电压跌落的成因主要包括以下几个方面：短路故障、雷击和大型异步电动机起动等，除此以外，还包括大量的随机因素。

（1）由于输电网或者配电网中出现短路故障，将会使电网电流急剧增大，从而出现公共连接点处的电压跌落情况，并沿着电网扩散开来，进而对网络中的用户产生严重的影响。

其中电压跌落的幅值主要由短路故障类型和故障点距离来引发，而电压有效值的变化持续时间主要是由保护的类型决定，通常为半个周期到数秒之间。

不同类型的短路故障将会产生对称型和不对型两种不同类型的电压跌落现象。

（2）雷击可能会引起绝缘子闪络或线路对地放电问题，若发生此类问题，电力系统中也会发生电压跌落现象。

电网单相电压暂降特征量检测的二点算法

电网单相电压暂降特征量检测的二点算法马啸;应展烽;张旭东;吴军基【摘要】The accuracy of algorithm to detect characteristic quantity for single-phase voltage sag based on deri-vation is affected by sampling rate.A new algorithm, which called two-points algorithm,was proposed based on a equation set constructed by two voltage sampled at the adjacent time.The unique solution condition, unbounded so-lution condition and no solution condition of algorithm were analyzed by utilizing augmented matrix.The comparison between the two-points algor ithm, derivation algorithm and the αβderivation algorithm was presented by Simulink model.Simulation results show that the detection times are same for these three algorithms.However, the accuracy of proposed algorithm is better than the other two algorithms and not affected by sampling rate because two-points detection algorithm do not need to calculate derivation.The proposed algorithm reduces demand of sampling rate and operating rate for voltage sag detector.It is suitable for application in actual engineering with high detection speed requirement and low harmonic content.%基于求导运算的单相电压暂降特征量检测算法精度受采样频率影响。

电压有效值计算公式

电压有效值计算公式
电压有效值计算公式：正弦波有效值＝U/2/sqrt(2)；sqrt(2)即2的开平方。

交变电流（交流电）的电压高低和方向都是随时间变化的。

如果这个交流电与某个电压的直流电的热效应相等，那么就可以认为该直流电的电压就是这个交流电电压的有效值。

不同时间的瞬时电压不同，为了便于对交变电流进行测量，计算等，就必须从交流电产生的效果上来规定交变电压，交变电流大小的量，即有效值。

有效值即瞬时值的平方的平均值的平方根，也简称为方均根值。

让一个交流电流（电压）和一个直流电流（电压）分别加到阻值相同的电阻上，如果在相同周期内产生的热量相等，那么就把这一直流电流（电压）的数值叫做这一交流电流（电压）的有效值。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

３Ｈｅａｌｃｒｏｅｓａｃｎｔｕｅｈｎｚｏ５０２，Ｃｉａ）．ｎｎＥｅｔｃＰｗｒＲｅｅｒｈＩｓｉｔ，Ｚｅｇｈｕ４０５ｉｔｈｎ
Ａｂｔａｃ：Ａｃｏｄｎｔｈｅｂａｉｏｅｓ，ｃａａｔｒｓｉｓｎａｅｆｖｌａｅａｓａｏｔｍｅｎｓｕｒｓｒｔｃｒｉｇｏｔｓｃｃｎｃｐｔｈｒｃｅｉｔａｄｃｕｓｓｏｏｔｇｓｇ，ｒｏ — ａ — ｑａｅｃ
ｐｏｅｓｆｏｗａｏｉｅｒｃｓｌｗｓｐｒｖｄｄ．ＴｈｒｕｈｔｅＭａｌｂｓｍｕａｉｎ，ｔｅｆｌｃｃｅＲＭＳａｇｒｔｍｎｄｔｅｈｌ－ｙｌｏｇｈｔａｉｌｔｏｈｕｌ— ｙｌｌｏｉｈａｈａｆｃｃｅＲＭＳｌａ— ｇｒｔｍｒｒｖｄａｄｔｅａｒｏｕｖｆｔｅｓａｔｔｅａｄｅｄｔｍｅｏｏｔｇａｓｗａｂｔｉｅｏｉｈｗｅｅｐｏｅｎｈｅｄｌｙｅｒｒｃｒｅｏｈｔｒｉｎｎｉｆｖｌａｅｓｇｓｏａｎｄ．Ｏｎｔｅｍｈｏｃｓｏｏｉｈｒｐｒｃｓｏｅｎｄｏｔｒ—ｔｐｔｍｅｍｅａｕｅｎ，ａｍｏｅａｃｒｔｏｔｇａｓｄａｉｎｃｕｄｂｃａｉｎｆｒｈｇｅｅｉｉｎｄｍａｆｓａｔｓｏｉｓｒｍｅｔｒｃｕａｅｖｌａｅｓｇｕｒｔｏｏｌｅｏａｎｆｅｈｅｅｏｍＴｃｉｙｔｅＣＶｂｔｉｅｄａｔｒｔｒｒｃｅｔｏｎｂｈＨＩｅ．
ＤｅｅｔｏＭｅｈｏｆＶｏｔｇａｓＣｈａａｔｒｚｔｏｓｔｃｉｎｔｄｏｌａｅＳｇｒｃｅｉａｉｎＵｓｎｉｇＲＭＳＡｌｏｉｈｇｒｔｍ
ＷＡＮＧＸｉｏｎｌａｍｅｇ，ＺＨＯＵＹｎｔｏｇ，ＬＵｉｅｇ，ＬＮｅｇＩＪｃｎ。ｈＩＦｎ３
男，士研究生，硕研究方向为电能质量分析与控制。
止时刻的延时误差变化曲线。在对起止时刻精度有较高要求的场合，以利用该曲线可进行误差修正，进而得到更为准确的电压暂降持续时间。
关键词：电压暂降；测方法；效值算法检有中图分类号：Ｍ８５文献标志码：Ｔ３Ａ文章编号：０１５３（００１－０８０１０－５１２１）００４－４
Ｋｅｏｄ：ｏｔｇａｓｄｔｃｏｔｏ；ｏｔａ－ｑａｅ（ＭＳｌｏｉｍｙｗｒｓｖｌｅｓｇ；ｅｅｔｎｍｅｄｒｏ－ｎｓｕｒＲａｉｈｍｅ）ａｇｒｈｔ
０引言
电压暂降是指供电系统电压有效值在短时间
对电压暂降的关注程度比对其他有关电能质量问
题（如谐波、谐波、问电压闪变及过电压等）的关注程度大得多，电压暂降已上升为首要的电能质
量问题。
（．ｃｏｌｆｌｔｃｌｎｉｅｒｇＺｅｇｈｕＵｉｒｉ，ｈｎｚｏ５０，ｈｎ；１ＳｈｏｏｅｒａＥｇｅｉ，ｈｎｚｏｎｖｓｙＺｅｇｈｕ４００ＣｉａＥｃｉｎｎｅｔ１
２．ｅａＨｎｎＥＰＲＩＥｌｃｒｃＰｏｒＴｅｈｏｏｙＣｏｅｔｉｗｅｃｎｌｇ．，Ｌｄｔ．，Ｚｈｎｇｈｕ４０６，Ｃｈｉａ；ｅｚｏ５０１ｎ
３河南电力试验研究院，河南郑州．
摘
４０５）５０２
要：简述电压暂降的基本概念、征量和起因的基础上，绍了采用有效值在特介
王效孟（９４）１８一，
算法获取电压暂降特征量的方法，供了完整的软件处理流程。通过Ｍｔｂ仿真，提ａｌａ验证了全周期有效值算法和半周期有效值算法的有效性，出了电压暂降起始时刻和终得
低压电器（００￣０２１Ｎ１）＿
・电能质量・
检测电压暂降特征量的有效值算法
王效孟周勇’ 刘继承林，，，烽。
（．州大学电气工程学院，河南郑州４００；１郑５０１２河南恩湃电力技术有限公司，河南郑州４０１．５０６；
（ＭＳｌｏｔｍｍｔｏｏｏｔｉｔｅｃａｃｅｓｃｆｖｌｇａｓｗｓｉｒｄｃｄａｄａｃｍｐｔｓｆａｅＲ）ａｒｈｅｄｔｂａｈｈｒｔｔｓｏｏｔｅｓｇａｎｏｕｅｎｏｌｅｏｔｒｇｉｈｎａｒｉｉａｔｅｗ