JP5214074B1 - 電気量測定装置および電気量測定方法 - Google Patents
電気量測定装置および電気量測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5214074B1 JP5214074B1 JP2012554910A JP2012554910A JP5214074B1 JP 5214074 B1 JP5214074 B1 JP 5214074B1 JP 2012554910 A JP2012554910 A JP 2012554910A JP 2012554910 A JP2012554910 A JP 2012554910A JP 5214074 B1 JP5214074 B1 JP 5214074B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- instantaneous value
- value data
- gauge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2513—Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/12—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into phase shift
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/0007—Frequency selective voltage or current level measuring
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/252—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques using analogue/digital converters of the type with conversion of voltage or current into frequency and measuring of this frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
- G01R23/06—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into an amplitude of current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
- G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
- G01R19/2509—Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Description
f(Hz)=60+Δf
まず、本実施の形態に係る電気量測定装置および電気量測定方法を説明するにあたり、本願明細書で使用する用語について説明する。
・複素平面:複素数を2次元平面上の点とし、実部(Re)を横軸に、虚部(Im)を縦軸にとった直角座標で複素数を表す平面である。
・回転ベクトル:電力系統の電気量(電圧あるいは電流)に関する複素平面上で反時計回りに回転するベクトルである。回転ベクトルの実数部は瞬時値である。
・差分回転ベクトル:サンプリング周波数1サイクル前後2点の回転ベクトルの差分ベクトルである。差分回転ベクトルの実数部はサンプリング周波数1サイクル前後2点の瞬時値の差分である。
・対称群:複素平面上で回転している対称性を有するグループである。
・不変量:対称群が回転した前後において、変化しないパラメータである。本願における不変量には、回転位相角、周波数係数、ゲージ電圧、ゲージ差分電圧などがある。なお、不変量が分かれば、対称群の特性も分かる。
・ベクトル群表:対称群における所定のメンバー(ベクトル変数)同士の積(掛け算)で表される表(テーブル)である。対称群の不変量を調べるためのロードマップになる。
・実数群表:対称群における所定のメンバー(実数変数)同士の積(掛け算)で表される表(テーブル)である。
・リアルタイム周波数:電力系統における現実の周波数である。この実周波数は、電力系統が安定であっても、定格周波数の近傍で微妙に変動している。本願において、リアルタイム周波数はfで表現する。リアルタイム周波数fの単位はヘルツ(Hz)である。また、電気回路等における角周波数ωは、ω=2πfで表され、その単位は(rad/s)である。
・データ収集サンプリング周波数:データ収集時のサンプリング周波数(第1のサンプリング周波数)であり、記号f1で表す。このデータ収集サンプリング周波数f1は、高いほうが精度がよい。なお、ゲージサンプリング周期Tと同様にデータ収集サンプリング周期T1は、データ収集サンプリング周波数f1の逆数として、T1=1/f1で表される。
・ゲージサンプリング周波数:ゲージ対称群の計算に使用されるサンプリング周波数(第2のサンプリング周波数)であり、記号fSで表す。よって、ゲージサンプリング周期Tは、ゲージサンプリング周波数fSの逆数として、T=1/fSで表される。なお、T,T1の間には、T>T1の関係がある。
・系統周波数:基本的には、電力系統における定格周波数を意味し、50Hz、60Hzの2種類がある。
・回転位相角:電圧回転ベクトル(単に「電圧ベクトル」と称する場合もある)あるいは電流回転ベクトル(単に「電流ベクトル」と称する場合もある)がゲージサンプリン周波数1サイクルの間に複素平面上で回転した位相角であり、αで表す。なお、回転位相角αは周波数依存量であり、後述のように、αが正数の場合には、α=2π(f/fS)で計算し、αが負数の場合には、α=2π{(f/fS)−1}で計算する。また、αが零の場合、ゲージサンプリング周波数fSとリアルタイム周波数fとの間には、f=fS/2の関係がある。
・周波数係数:回転位相角αの余弦関数値であり、fCで表す。本願の全てのゲージ対称群にはそれぞれの周波数係数の計算式がある。なお、周波数係数fCを対称性指標として利用すれば、交流であるかどうかの判別が可能となる。
・移動平均処理:所定数の直近データを用いて行う単純な平均処理である。なお、移動平均処理を行うことにより、測定誤差および相加性ガウス雑音の影響を小さくすることができる。
・ゲージ電圧群:時系列的に連続した3つの電圧ベクトルにより構成される対称群である。なお、電圧以外の電流、電力(有効電力、無効電力)についても同様な対称群の概念が定義可能である。
・ゲージ電圧:ゲージ電圧群により計算される電圧不変量である。
・ゲージ差分電圧群:時系列的に連続した3つの差分電圧ベクトルにより構成される対称群である。
・ゲージ差分電圧:ゲージ差分電圧群により計算される差分電圧不変量である。
・回転電圧群:連続した2つの電圧ベクトルにより構成される対称群である。実測の電圧瞬時値は電圧ベクトルの実数部に相当する。
・回転差分電圧群:連続した2つの差分電圧ベクトルにより構成される対称群である。
・対称性の破れ:入力波形が純粋な正弦波から崩れること。振幅急変、位相急変、あるいは周波数急変により、入力波形の対称性が破れる。この対称性の破れを判定(検出)するための指標が対称性指標である。
本発明は、スマートグリッドの基本技術となる電気量測定装置に関する発明であり、その要旨の1つは、回転位相角を通じて周波数領域と瞬時値領域とを同時に扱うことにあり、より具体的には、交流電圧および交流電流ならびに、これらの交流電圧および交流電流に含まれる直流成分(直流電圧および直流電流)の構造を対称性の群でモデル化する点にある。従来理論では、周波数領域と時間領域で別々で解析を行っていたが、本発明では、上記で定義した複素平面上の各種対称群(ベクトル対称群)を用いて、周波数依存量(回転位相角、周波数係数、リアルタイム周波数、振幅)と時間依存量(電圧電流瞬時値)の解析を同時に行う。
図1は、回転位相角とリアルタイム周波数との間の対称性を説明するための図である。例えば、上記特許文献3などにおいては、次の関係式に基づいた計算手法を展開している。
図2は、正数回転位相角を用いた複素平面上のゲージ電圧群を示す図である。図2に示される複素平面上の3個の電圧回転ベクトルは次式で表すことができる。
図3は、負数回転位相角を用いた複素平面上のゲージ電圧群を示す図である。電圧回転ベクトル同士間の回転位相角が180度より大きい場合、次式で定義される負数回転位相角を使用する。
ゲージ電圧群の不変量を調べるために、下記表1に示すようなゲージ電圧群のベクトル群表を構築する。
ゲージ電圧群の不変量の計算式を導出するために、下記表2に示すようなゲージ電圧群の実数群表を構築する。なお、上記実数群表中の各電圧瞬時値としては、電圧回転ベクトルの実数部を用いているが、電圧回転ベクトルの虚数部を用いてもよい。
以下に、ゲージ電圧群による周波数係数の計算式について説明する。本願発明者は、図4に示したゲージ電圧群の空間ベクトル図を参照し、上記特許文献3などにおいて提案した周波数係数の計算式と実数群表との関係を導き出すべく、以下の式変形を行うと共に、当該変形式に表2に示す実数群表の乗積要素を代入した。
ゲージ電圧群の対称性指標として次式を提案する。
上記の計算式から、回転位相角は次式を用いて計算することができる。
回転位相角を計算する際、ノイズの影響を低減するためには、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
上記の計算式から、リアルタイム周波数は次式を用いて計算することができる。
リアルタイム周波数を計算する際、ノイズの影響を低減するためには、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
本願発明者は、図4に示した「ゲージ電圧群のベクトル乗積空間図」によりゲージ電圧の自乗値(2乗値)を表す計算式として次式を知見し、当該計算式に実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
ところで、上記特許文献3などもそうであるように、計測の精度を高める場合には、サンプリング周期をより小さく(サンプリング周波数を高く)してデータ数を増やし、増加させた連続するデータを用いて、周波数係数を初めとする各種の交流電気量を算出するというのが基本的な考えであった。しかしながら、データ数を単純に増加させる手法では、データ数の増加に伴って回転位相角も小さくなってしまい、高調波ノイズが大きい場合には、計算結果が高調波ノイズの影響を受けてばらつき、計算精度が高められないことも予想される。そこで、計算に必要なデータを増加させた場合でも、回転位相角の値が小さくならないように、好ましい回転位相角の値を維持しつつ、高調波ノイズの影響を低減することができるように、ゲージサンプリング周期T(ゲージサンプリング周波数fs)とデータ収集サンプリング周期T1(データ収集サンプリング周波数f1)という概念を導入したのが、本発明である。
回転位相角やリアルタイム周波数の場合と同様に、ゲージ電圧を計算する際には、ノイズの影響を低減するために、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
上記(14)式、(21)式などを用いれば、交流電圧振幅VAは次式を用いて計算することができる。
他の電気量と同様に、交流電圧振幅を計算する際には、ノイズの影響を低減するために、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
本願発明者は、図4に示した「ゲージ電圧群のベクトル乗積空間図」に基づき、ゲージ電圧に関する他の計算式として、上述した(20)式とは異なる次式を知見し、表2に示す実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
本願発明者は、交流電圧振幅に関する他の計算式の導出も試みた。具体的には、ゲージ電圧群におけるメンバー同士の足し算および引き算を表す次式および次々式を知見し、それぞれに実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
図6は、複素平面上の回転電圧群を示す図である。図6に示される複素平面上の2個の電圧回転ベクトルは次式で表すことができる。
回転電圧群の不変量を調べるために、下記表3に示すような回転電圧群のベクトル群表を構築する。
回転電圧群の不変量の計算式を導出するために、下記表4に示すような回転電圧群の実数群表を構築する。なお、上述したように実数群表中の電圧瞬時値としては、電圧回転ベクトルの実数部を用いてもよいし虚数部を用いてもよい。
ゲージ電圧群の場合と同様に、メンバー同士の足し算および引き算を表す計算にて式変形を行う。
また、本願発明者は、交流電圧振幅を計算するための次式を知見し、実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
回転電圧群の対称性指標として次式を提案する。
図8は、正数回転位相角を用いた複素平面上のゲージ差分電圧群を示す図である。図8に示される複素平面上の3個の差分電圧回転ベクトルは次式で表すことができる。
図9は、負数回転位相角を用いた複素平面上のゲージ差分電圧群を示す図である。差分電圧回転ベクトル同士間の回転位相角が180度より大きい場合、ゲージ電圧群と同様に、負数回転位相角を使用する。
ゲージ差分電圧群の不変量を調べるために、下記表5に示すようなゲージ電圧群のベクトル群表を構築する。
ゲージ差分電圧群の不変量の計算式を導出するために、下記表6に示すようなゲージ差分電圧群の実数群表を構築する。
以下に、ゲージ差分電圧群による周波数係数の計算式について説明する。本願発明者は、図10に示したゲージ差分電圧群の空間ベクトル図を参照し、周波数係数の計算式と実数群表との関係を導き出すべく、以下の式変形を行うと共に、当該変形式に表6に示す実数群表の乗積要素を代入した。
ゲージ差分電圧群の対称性指標として次式を提案する。
ゲージ差分電圧群による回転位相角およびリアルタイム周波数の計算式は、ゲージ電圧群による回転位相角およびリアルタイム周波数の計算式と同一であるため、ここでの説明は省略する。
本願発明者は、図10に示した「ゲージ差分電圧群のベクトル乗積空間図」によりゲージ差分電圧の自乗値(2乗値)を表す計算式として次式を知見し、当該計算式に実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
回転位相角、リアルタイム周波数、ゲージ電圧の場合と同様に、ゲージ差分電圧を計算する際には、ノイズの影響を低減するために、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
上記(58)式を用いれば、ゲージ差分電圧群による交流電圧振幅VDは次式を用いて計算することができる。
他の電気量と同様に、交流電圧振幅を計算する際には、ノイズの影響を低減するために、例えば次式に示すような移動平均処理を行うことが有効である。
電力系統において、交流電圧実効値はよく利用される。上記の結果より、交流電圧実効値Vrmsは次式を用いて求めることができる。
本願発明者は、図10に示した「ゲージ差分電圧群のベクトル乗積空間図」に基づき、ゲージ差分電圧に関する他の計算式として、上述した(57)式とは異なる次式を知見し、表6に示す実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
本願発明者は、交流電圧振幅に関する他の計算式の導出も試みた。具体的には、ゲージ差分電圧群におけるメンバー同士の足し算および引き算を表す次式および次々式を知見し、それぞれに実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
図11は、ゲージ電圧とゲージ差分電圧による特性三角形を示す図であり、ゲージ電圧Vgおよびゲージ差分電圧Vgdを交流電圧振幅Vおよび回転位相角αとの関係で図示している。ゲージ電圧Vgは回転位相角αの正弦値と交流電圧振幅Vとの積であり、ゲージ差分電圧Vgdは回転位相角αの1/2の正弦値とゲージ電圧Vgとの積の2倍値であるため、図示のような関係で表せる。このような図からも、ゲージ電圧Vgおよびゲージ差分電圧Vgdは回転位相角αにより生成されて不変量であることが分かる。
図12は、複素平面上の回転差分電圧群を示す図である。図12に示される複素平面上の2個の差分電圧回転ベクトルは次式で表すことができる。
回転差分電圧群の不変量を調べるために、下記表7に示すような回転差分電圧群のベクトル群表を構築する。
回転差分電圧群の不変量の計算式を導出するために、下記表8に示すような回転差分電圧群の実数群表を構築する。なお、上述したように実数群表中の電圧瞬時値としては、差分電圧回転ベクトルの実数部を用いてもよいし虚数部を用いてもよい。
ゲージ差分電圧群の場合と同様に、メンバー同士の足し算および引き算を表す計算にて式変形を行う。
また、本願発明者は、交流電圧振幅を計算するための次式を知見し、実数群表の関連乗積を代入して式変形を行った。
回転電圧群の対称性指標として次式を提案する。
本願発明者による先願発明(例えば上記特許文献3)では、直流オフセット電圧の計算式を導いた。一方、本願発明による測定手法は、直流オフセット電圧を初めとする種々の直流電気量の測定にも応用することができる。世の中に純粋な直流成分は存在せず、様々な周波数成分を合成したものが直流になると考えられる。そこで、本願発明では、まず基本波周波数成分を測定し(本願の実施例では電力系統の定格周波数とするが、種々の回路により異なる基本波が存在する)、その後ゲージ電圧群(ゲージ電流群)を利用して基本波成分をカットして直流成分を求める。さらに、ノイズ低減を図るため移動平均処理を行う。
図14は、直流成分を有する場合の複素平面上のゲージ電圧群を示す図である。図14に示すゲージ電圧群v1(t),v1(t-T),v1(t-2T)の各実数部部瞬時値は、それぞれ次式で表すことができる。
直流電圧を計算する際、ノイズの影響を低減するためには、他の電気量と同様に次式に示す移動平均処理を行うことが有効である。
ゲージ電圧群の各実数瞬時値から直流成分vDCを差し引いた成分は、対称性を有しているため、次式を満足する。
つぎに、直流と交流が併存して流れる可能性のある回路網での直流電力の計算式を提案する。
・ゲージサンプリング周波数:200Hz
・入力波形:正弦波
・入力波形の周波数:0〜200Hzまで可変
・交流電圧振幅:1V
・交流電圧初期位相角:30度
図19は、実施の形態1に係るリアルタイム周波数測定装置の機能構成を示す図であり、図20は、このリアルタイム周波数測定装置における処理の流れを示すフローチャートである。
上記の構成において、電圧瞬時値データ入力部A102は、電力系統に設けられた計器用変圧器(PT)からの電圧瞬時値を読み出す処理を行う。なお、読み出された電圧瞬時値のデータは、記憶部A113に格納される。
周波数係数算出部A103は、例えばゲージ差分電圧群を用いる上記の計算処理に基づき、再掲する次式を用いて周波数係数を算出する。
対称性破れ判別部A104は、上述したゲージ差分電圧群の対称性指標の判定式(再掲する下式)を用いて対称性の破れを判定する。
上式が成立する場合(ステップSA103,No)、対称性が破れていると判定し、例えば次式を用いて、前回の周波数係数値をラッチして利用する。
第1の移動平均処理部A106は、再掲する次式を用いて、周波数係数の移動平均処理を行う。
回転位相角算出部A107は、再掲する次式を用いて、回転位相角を算出する。
第2の移動平均処理部A108は、例えば次式を用いて回転位相角に関する移動平均処理を行う。
周波数算出部A109は、次式を用いてリアルタイム周波数を算出する。ここで、fはリアルタイム周波数、fSはゲージサンプリング周波数である。
第3の移動平均処理部A110は、例えば次式を用いて、周波数(リアルタイム周波数)に関する移動平均処理を行う。
リアルタイム周波数測定装置A101は、計測結果を出力する。なお、この計測結果は、周波数リレーや、電力系統状態監視点のリアルタイム周波数として利用される。
リアルタイム周波数測定装置A101は、処理が終了であるか否かを判定し、処理が終了でなければ(ステップSA111,No)、ステップSA101に戻る。一方、処理が終了であれば(ステップSA111,Yes)、フローを抜け出る。
図34は、実施の形態2に係る電圧測定装置の機能構成を示す図であり、図35は、この電圧測定装置における処理の流れを示すフローチャートである。
上記の構成において、電圧瞬時値データ入力部A202は、電力系統に設けられた計器用変圧器(PT)からの電圧瞬時値を読み出す処理を行う。なお、読み出された電圧瞬時値のデータは、記憶部A212に格納される。
周波数係数算出部A203は、実施の形態1と同様に、再掲する次式を用いて周波数係数を算出する。
対称性破れ判別部A204は、実施の形態1と同様に、再掲する次式を用いて対称性の破れを判定する。
交流電圧振幅の算出には、ゲージ差分電圧群を利用する。交流電圧振幅算出部A205は、次式および次々式を用いて交流電圧振幅を算出する。
第1の移動平均処理部A206は、次式を用いて交流電圧振幅の移動平均処理を行う。
直流電圧算出部A207は、次式を用いて直流電圧を算出する。
第2の移動平均処理部A208は、次式を用いて直流電圧の移動平均処理を行い、ステップSA210に移行する。
一方、上記(123)式が成立する場合には、対称性が破れている(すなわち純粋な交流波形ではない)と判定し(ステップSA203,No)、交流電圧振幅ラッチ部A209は、次式を用いて交流電圧振幅に係る前回の計測値をラッチする(ステップSA208)。
ステップSA208に続き、直流電圧ラッチ部A210は、次式を用いて直流電圧に係る前回の計測値をラッチする(ステップSA209)。
電圧測定装置A201は、計測結果を出力する。なお、この計測結果は、周波数リレーや、電力系統状態監視点の電圧振幅情報として利用される。
電圧測定装置A201は、処理が終了であるか否かを判定し、処理が終了でなければ(ステップSA211,No)、ステップSA201に戻る。一方、処理が終了であれば(ステップSA211,Yes)、フローを抜け出る。
Claims (16)
- 測定対象となる交流電圧を所定の第1のサンプリング周波数でサンプリングした電圧瞬時値データの中から、前記第1のサンプリング周波数よりも小さく、且つ前記交流電圧の周波数以上となる第2のサンプリング周波数で抽出した連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻以外の差分電圧瞬時値の和の平均値を中間時刻における差分電圧瞬時値で正規化した値の逆余弦値を隣接する電圧瞬時値データ間の回転位相角として算出する回転位相角算出部と、
前記第2のサンプリング周波数と前記回転位相角を用いて前記交流電圧の周波数を算出する周波数算出部と、
を備えたことを特徴とする電気量測定装置。 - 前記交流電圧の周波数が前記第2のサンプリング周波数の1/2よりも小さい場合には、前記回転位相角は正の値をとり、
前記交流電圧の周波数が前記第2のサンプリング周波数の1/2よりも大きく、且つ前記第2のサンプリング周波数よりも小さい場合には、前記回転位相角は負の値をとる
ことを特徴とする請求項1に記載の電気量測定装置。 - 前記回転位相角が零の値をとるとき、前記交流電圧の周波数を前記第2のサンプリング周波数の1/2として算出することを請求項2に記載の電気量測定装置。
- 前記回転位相角を算出する際に用いた3点の差分電圧瞬時値データを含む連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻における差分電圧瞬時値の2乗値と、中間時刻以外の差分電圧瞬時値積との差を平均化した値をゲージ差分電圧として算出すると共に、前記回転位相角と前記ゲージ差分電圧を用いて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気量測定装置。
- 前記回転位相角と、この回転位相角を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する3点の電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧に重畳する直流電圧を算出する直流電圧算出部を備えたことを特徴とする請求項4に記載の電気量測定装置。
- 前記回転位相角と、この回転位相角を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する2点の電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気量測定装置。
- 前記回転位相角と、この回転位相角を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する3点の差分電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気量測定装置。
- 前記交流電圧の振幅を算出可能な第1の計算式を用いて算出される第1の電圧振幅と、前記第1の計算式とは異なる第2の計算式を用いて算出される第2の電圧振幅との偏差に基づく判定指標を用いて前記交流電圧の波形の対称性の破れを判定する対称性破れ判別部を備えたことを特徴とする請求項4〜7の何れか1項に記載の電気量測定装置。
- 測定対象となる交流電圧を所定の第1のサンプリング周波数でサンプリングした電圧瞬時値データの中から、前記第1のサンプリング周波数よりも小さく、且つ前記交流電圧の周波数以上となる第2のサンプリング周波数で抽出した連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻以外の差分電圧瞬時値の和の平均値を中間時刻における差分電圧瞬時値で正規化した値を周波数係数として算出する周波数係数算出部と、
前記第2のサンプリング周波数と前記周波数係数を用いて前記交流電圧の周波数を算出する周波数算出部と、
を備えたことを特徴とする電気量測定装置。 - 前記周波数係数を算出する際に用いた3点の差分電圧瞬時値データを含む連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻における差分電圧瞬時値の2乗値と、中間時刻以外の差分電圧瞬時値積との差を平均化した値をゲージ差分電圧として算出すると共に、前記周波数係数と前記ゲージ差分電圧を用いて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項9に記載の電気量測定装置。
- 前記周波数係数と、この周波数係数を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する3点の電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧に重畳する直流電圧を算出する直流電圧算出部を備えたことを特徴とする請求項10に記載の電気量測定装置。
- 前記周波数係数と、この周波数係数を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する2点の電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項9に記載の電気量測定装置。
- 前記周波数係数と、この周波数係数を算出する際に用いた4点の電圧瞬時値データのうちの連続する3点の差分電圧瞬時値データとに基づいて前記交流電圧の振幅を算出する交流電圧振幅算出部を備えたことを特徴とする請求項9に記載の電気量測定装置。
- 前記交流電圧の振幅を算出可能な第1の計算式を用いて算出される第1の電圧振幅と、前記第1の計算式とは異なる第2の計算式を用いて算出される第2の電圧振幅との偏差に基づく判定指標を用いて前記交流電圧の波形の対称性の破れを判定する対称性破れ判別部を備えたことを特徴とする請求項10〜13の何れか1項に記載の電気量測定装置。
- 測定対象となる交流電圧を所定の第1のサンプリング周波数でサンプリングした電圧瞬時値データの中から、前記第1のサンプリング周波数よりも小さく、且つ前記交流電圧の周波数以上となる第2のサンプリング周波数で抽出した連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻以外の差分電圧瞬時値の和の平均値を中間時刻における差分電圧瞬時値で正規化した値の逆余弦値を隣接する電圧瞬時値データ間の回転位相角として算出するステップと、
前記第2のサンプリング周波数と前記回転位相角を用いて前記交流電圧の周波数を算出するステップと、
を含むことを特徴とする電気量測定方法。 - 測定対象となる交流電圧を所定の第1のサンプリング周波数でサンプリングした電圧瞬時値データの中から、前記第1のサンプリング周波数よりも小さく、且つ前記交流電圧の周波数以上となる第2のサンプリング周波数で抽出した連続する少なくとも4点の電圧瞬時値データにおける隣接する2点の電圧瞬時値データ間の先端間距離を表す3点の差分電圧瞬時値データのうち、中間時刻以外の差分電圧瞬時値の和の平均値を中間時刻における差分電圧瞬時値で正規化した値を周波数係数として算出するステップと、
前記第2のサンプリング周波数と前記周波数係数を用いて前記交流電圧の周波数を算出するステップと、
を含むことを特徴とする電気量測定方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/070937 WO2014027423A1 (ja) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 電気量測定装置および電気量測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5214074B1 true JP5214074B1 (ja) | 2013-06-19 |
JPWO2014027423A1 JPWO2014027423A1 (ja) | 2016-07-25 |
Family
ID=48778664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012554910A Active JP5214074B1 (ja) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 電気量測定装置および電気量測定方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150204920A1 (ja) |
JP (1) | JP5214074B1 (ja) |
CN (1) | CN104583785B (ja) |
WO (1) | WO2014027423A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014139541A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電気量測定装置および電気量測定方法ならびに、これらの装置および方法を利用した電力系統品質監視装置、三相回路測定装置、電力系統脱調予測装置、アクティブフィルタおよび開閉極位相制御装置 |
JP2016024168A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
JP2016205921A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法、および電力系統保護装置 |
JP2017067543A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 |
JP2020076702A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 三菱電機株式会社 | 交流電気量測定装置、交流電気量測定方法、およびバス転送システム |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI602372B (zh) * | 2014-06-25 | 2017-10-11 | 易家居聯網科技有限公司 | 電器設備監控方法與電器設備監控系統 |
JP6396158B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-09-26 | 株式会社ダイヘン | 周波数情報検出装置及び高周波電源装置 |
JP6768489B2 (ja) * | 2016-12-22 | 2020-10-14 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
JP6909549B1 (ja) * | 2020-01-30 | 2021-07-28 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 系統周波数検出器 |
CN111426877B (zh) * | 2020-06-11 | 2020-11-03 | 四川明星电力股份有限公司 | 电力保护装置核查方法及*** |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09229973A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 時間変化信号の周波数計測方法及びその装置 |
JP4874438B1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-02-15 | 三菱電機株式会社 | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
JP2012139067A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力動揺検出装置および電力動揺検出方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1207679C (zh) * | 2003-07-18 | 2005-06-22 | 清华大学 | 一种补偿循环离散傅立叶变换误差的同步相量测量方法 |
US7325775B2 (en) * | 2004-01-12 | 2008-02-05 | Innova Electronics Corporation | Automotive gauge mounting bracket with frictional fit apertures |
JP4657151B2 (ja) * | 2006-06-01 | 2011-03-23 | 三菱電機株式会社 | 回転位相角測定装置及びこれを用いた周波数測定装置、同期フェーザ測定装置、開閉極位相制御装置、同期投入装置及び相判別装置 |
EP2113776A4 (en) * | 2007-02-19 | 2010-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | FREQUENCY METER |
CN101595390B (zh) * | 2007-03-30 | 2012-11-07 | 三菱电机株式会社 | 同步相量测定装置及使用该装置的母线间相位角差测定装置 |
CN101424709B (zh) * | 2007-10-29 | 2013-03-20 | 西门子公司 | 电压扰动检测方法及装置 |
CN101599820B (zh) * | 2008-06-05 | 2012-12-12 | 联咏科技股份有限公司 | 串行传输接口的数据描述方法及其相关分组及测试*** |
CN101441240A (zh) * | 2008-12-23 | 2009-05-27 | 上海德力西集团有限公司 | 中压开关设备智能状态监测方法 |
US20130030731A1 (en) * | 2010-06-02 | 2013-01-31 | Mitsbbishi Electric Corporation | Alternating-current electric quantity measuring apparatus and alternating-current electric quantity measuring method |
JP5647823B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2015-01-07 | 株式会社三社電機製作所 | 蓄電池用充放電装置 |
CN102195767A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-09-21 | 杭州箭源电子有限公司 | 一种采样频率同步方法及装置 |
-
2012
- 2012-08-17 CN CN201280075381.9A patent/CN104583785B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-17 US US14/411,063 patent/US20150204920A1/en not_active Abandoned
- 2012-08-17 WO PCT/JP2012/070937 patent/WO2014027423A1/ja active Application Filing
- 2012-08-17 JP JP2012554910A patent/JP5214074B1/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09229973A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 時間変化信号の周波数計測方法及びその装置 |
JP2012139067A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力動揺検出装置および電力動揺検出方法 |
JP4874438B1 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-02-15 | 三菱電機株式会社 | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014139541A (ja) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Mitsubishi Electric Corp | 電気量測定装置および電気量測定方法ならびに、これらの装置および方法を利用した電力系統品質監視装置、三相回路測定装置、電力系統脱調予測装置、アクティブフィルタおよび開閉極位相制御装置 |
JP2016024168A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法 |
JP2016205921A (ja) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 三菱電機株式会社 | 信号処理装置、信号処理方法、および電力系統保護装置 |
JP2017067543A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 三菱電機株式会社 | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 |
JP2020076702A (ja) * | 2018-11-09 | 2020-05-21 | 三菱電機株式会社 | 交流電気量測定装置、交流電気量測定方法、およびバス転送システム |
JP7308607B2 (ja) | 2018-11-09 | 2023-07-14 | 三菱電機株式会社 | 交流電気量測定装置、交流電気量測定方法、およびバス転送システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014027423A1 (ja) | 2014-02-20 |
CN104583785B (zh) | 2017-07-14 |
US20150204920A1 (en) | 2015-07-23 |
JPWO2014027423A1 (ja) | 2016-07-25 |
CN104583785A (zh) | 2015-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5214074B1 (ja) | 電気量測定装置および電気量測定方法 | |
JP4987068B2 (ja) | 交流電気量測定装置 | |
JP4679525B2 (ja) | アクティブフィルタ | |
JP6033030B2 (ja) | 電気量測定装置および電気量測定方法ならびに、これらの装置および方法を利用した絶縁監視装置およびインピーダンス測定装置 | |
JP5538203B2 (ja) | 電力動揺検出装置および電力動揺検出方法 | |
de Carvalho et al. | A novel DFT-based method for spectral analysis under time-varying frequency conditions | |
Zhang et al. | Shifting window average method for accurate frequency measurement in power systems | |
Berhausen et al. | Determination of high power synchronous generator subtransient reactances based on the waveforms for a steady state two-phase short-circuit | |
US20200132772A1 (en) | Dynamic state estimation of an operational state of a generator in a power system | |
JP6214489B2 (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
JP2013092473A (ja) | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 | |
JP6685182B2 (ja) | 信号処理装置 | |
Wang et al. | Research on detection algorithm of voltage sag characteristics | |
Gomez et al. | Motor current signature analysis apply for external mechanical fault and cage asymmetry in induction motors | |
JP5517723B2 (ja) | 高調波電流補償装置および高調波電流補償方法 | |
JP2018105635A (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
Karimi-Ghartemani et al. | Analysis of symmetrical components in time-domain | |
JP2015045570A (ja) | 電気量測定装置および電気量測定方法 | |
JP5517646B2 (ja) | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 | |
Srivastava et al. | Harmonic/interharmonic estimation using standard deviation assisted ESPRIT method | |
Singh et al. | Analysis and detection of forced oscillation using synchrosqueezed wavelet based ridge technique | |
Khan et al. | Simulation of Phasor Measurement Unit for Research and Teaching Applications | |
JP5464704B2 (ja) | 交流信号の位相検出方法 | |
Liu et al. | Power fundamental frequency detection based on orthometric average chirp-z transform | |
Aliyu et al. | An improved three‐phase reactive power measurement algorithm using walsh functions transform |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5214074 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |