專利名稱：電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測處理的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字測量或遙測數(shù)據(jù)處理技術，尤其涉及電力系統(tǒng)中的電壓、電流、功率、相角等數(shù)字測量或遙測數(shù)據(jù)穩(wěn)態(tài)處理技術。
背景技術：
實際電力系統(tǒng)運行在穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)、...不斷交替的過程中，穩(wěn)態(tài)過程是指物理量的值在相當長一段時間維持基本不變或變化不大的過程，兩個穩(wěn)態(tài)過程之間的過渡稱為暫態(tài)過程。對于物理量的模數(shù)轉換過程稱為數(shù)字測量，實際系統(tǒng)中多數(shù)只關心穩(wěn)態(tài)值，這時需要對數(shù)字測量的數(shù)據(jù)進行穩(wěn)態(tài)處理；就地數(shù)字測量獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過通信送往遠方的計算機(稱為主站)稱為遙測，主站接受到的數(shù)據(jù)為遙測數(shù)據(jù)，實際的遙測系統(tǒng)中多數(shù)也只關心穩(wěn)態(tài)值，在主站需要對遙測數(shù)據(jù)進行穩(wěn)態(tài)處理。在專利200910158370 “物理量數(shù)據(jù)采集方法及裝置”中，提出了對物理量進行穩(wěn)態(tài)測量的方法，但是其中只對穩(wěn)態(tài)過程進行了處理，暫態(tài)過程被認為時間短而被忽略，這有可能使大量數(shù)據(jù)被丟棄，導致長時間的暫態(tài)過程中不能處理穩(wěn)態(tài)值，并且遙測數(shù)據(jù)中還包括時間標簽等信息，不適用于已有自動化系統(tǒng)的升級。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其包括以下步驟SI、輸入物理量y的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk} = {yk，Yk-!,…，yk_N}，其中k為當前采樣點號，N為時間窗口寬度；
dn+lvS2、根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}計算y的n+1階導數(shù)，η = O, I,…，直到滿足^fu，從而確定η,其中ε為接近于O的常數(shù)；S3、做變量替換X = #，由數(shù)據(jù)序列{yk}計算出數(shù)據(jù)序列{xk}；
dtnS4、對于數(shù)據(jù)序列{xk}，判斷當前數(shù)值Xk處于暫態(tài)過程還是穩(wěn)態(tài)過程；S5、當判定當前數(shù)值Xk處于穩(wěn)態(tài)過程，根據(jù){xk}計算平均值^作為穩(wěn)態(tài)值&進行步驟S6 ;當判定當前數(shù)值Xk處于暫態(tài)過程，令k=l ； S6、對X的穩(wěn)態(tài)值4做積分反變換,計算出Y的穩(wěn)態(tài)值Λ ;S7、輸出穩(wěn)態(tài)值九。對于物理量y，其暫態(tài)過程的數(shù)學描述是時間的常微分方程，常微分方程的解包括自由分量yt(t)和強迫分量ys(t)，即y(t) = yt(t) + ys (t)自由分量yt(t)是與初值有關的衰減分量，隨著時間的推移自由分量趨于0，即MO ^oe >0;強迫分量、(0是與輸入有關、不衰減的穩(wěn)態(tài)解。工程應用中，認為t>3T后，yt(t)為0，其中τ是系統(tǒng)的時間常數(shù)；數(shù)字測量尤其是遙測的采樣時間往往大于3 τ，這樣暫態(tài)過程中，y (t)的采樣值yk中只有強迫分量ys(t)。電力自動化中，數(shù)字測量或遙測數(shù)據(jù)的間隔大于3 τ，電壓、電流的有效值和有功、無功功率等的遙測數(shù)據(jù)中只有強迫分量。地級調度和縣級調度所轄的日負荷曲線呈現(xiàn)階梯狀，而省以上調度的日負荷曲線呈M狀。前者，功率的一階導數(shù)接近于0，即所述η = O ;后者，功率的二階導數(shù)接近于0，即所述η = I。也就是說，電力遙測數(shù)據(jù)的強迫分量要么一階導數(shù)接近于0，要么二階導數(shù)接近于0，一般地，η不會超過3，n+1階導數(shù)就會接近于O。從運動物理學看，勻速運動
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于包括以下步驟·51、輸入物理量y的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk}= {yk，Yk^1,…，yk_N}，其中k為當前米樣點號，N為時間窗口寬度； ·52、根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}計算y的n+1階導數(shù)
2.如權利要求I所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于所述步驟S4，判斷當前數(shù)值Xk處于暫態(tài)過程還是穩(wěn)態(tài)過程的判據(jù)為，
3.如權利要求2所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于所述判據(jù)簡化為
4.如權利要求2所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于所述判據(jù)簡化為
5.如權利要求I所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于所述步驟S6,按照公式九-O0 + O1-t + a2-t + U^ti -----Yan 計算y的穩(wěn)態(tài)值九，其中，
6.一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于包括以下步驟P1、輸入物理量I的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk} = {yk，Yk-!,…，yk-N}，其中k為當前米樣點號，N為時間窗口寬度；P2、根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}采用卡爾曼濾波器濾出物理量y的各階導數(shù)，判斷出令n+1階及以上階的導數(shù)的絕對值均小于ε的最小階數(shù)1!，其中，11=0，1，2，3，ε為接近于O的常數(shù)；Ρ3、當η與上一個采樣點判斷出的η值相同，判斷y的η階導數(shù)處于穩(wěn)態(tài)過程，進行步驟Ρ4 ;否則，令k=l ；P4、當判定y的η階導數(shù)處于穩(wěn)態(tài)過程，由y的η階導數(shù)計算出y的穩(wěn)態(tài)值Λ ;Ρ5、輸出穩(wěn)態(tài)值Λ。
7.如權利要求6所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法，其特征在于所述步驟Ρ4，按照公式
8.一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于包括輸入單元，用于輸入物理量y的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk} = {yk, Yk^1, -, ykJ ,其中k為當前采樣點號，N為時間窗口寬度；求導單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}計算y的n+1階導數(shù)，η = 0，1，···，直到滿足
9.如權利要求8所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于所述判斷單元的判據(jù)為，F(xiàn)如果服從分布sI-如果ΙΛ\ 11不服從/0)分布hF=I時，Xk處于穩(wěn)態(tài)過程；F=0時，Xk處于暫態(tài)過程；其中，4為平均值、^為標準方差、t(k)是自由度為k的t分布。
10.如權利要求9所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于所述判據(jù)簡化為P如果 1 -]O.如果
11.如權利要求9所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于所述判據(jù)簡化為
12.如權利要求8所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于所述還原單元,按照公式
13.一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于包括輸入單元，用于輸入物理量y的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk} = {yk, Yk^1, -, ykJ ,其中k為當前采樣點號，N為時間窗口寬度；濾波單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}采用卡爾曼濾波器濾出物理量y的各階導數(shù)，判斷出令n+1階及以上階的導數(shù)的絕對值小于ε的最小階數(shù)η，其中，η = O, I, 2，3，ε為接近于O的常數(shù)；判斷單元，用于當η與上一個采樣點判斷出的η值相同，判斷y的η階導數(shù)處于穩(wěn)態(tài)過程，進入計算單元；否則，令k=l ；計算單元，用于當判定I的η階導數(shù)處于穩(wěn)態(tài)過程，由y的η階導數(shù)計算出y的穩(wěn)態(tài)值 輸出單兀，用于輸出穩(wěn)態(tài)值J λ
14.如權利要求13所述的電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理裝置，其特征在于所述計算單兀，按照公式Λ = aO +aI ^ + α2 廣+α3十 -----^an T計算出Y的穩(wěn)態(tài)值h其中，
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法及裝置，其包括輸入物理量y的數(shù)字測量或遙測的數(shù)據(jù)序列{yk}={yk,yk-1,…,yk-N}；根據(jù)數(shù)據(jù)序列{yk}計算y的n+1階導數(shù)，n＝0,1,…，直到滿足從而確定n；做變量替換計算出數(shù)據(jù)序列{xk}；判斷當前數(shù)值xk處于暫態(tài)過程還是穩(wěn)態(tài)過程；當判定當前數(shù)值xk處于穩(wěn)態(tài)過程，根據(jù){xk}計算平均值作為穩(wěn)態(tài)值做積分反變換，由求得y的穩(wěn)態(tài)值本發(fā)明還采用卡爾曼濾波器代替上面的求導過程，提出了另一種電力系統(tǒng)數(shù)字測量或遙測的穩(wěn)態(tài)處理方法及裝置。本發(fā)明適用于現(xiàn)場數(shù)字測量或遙測兩種情況，對電力系統(tǒng)物理量的全過程進行了準確的穩(wěn)態(tài)處理。
文檔編號G01D21/02GK102928014SQ20121040853
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者郝玉山 申請人:保定市三川電氣有限責任公司