JP6416072B2 - 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 - Google Patents
同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6416072B2 JP6416072B2 JP2015191480A JP2015191480A JP6416072B2 JP 6416072 B2 JP6416072 B2 JP 6416072B2 JP 2015191480 A JP2015191480 A JP 2015191480A JP 2015191480 A JP2015191480 A JP 2015191480A JP 6416072 B2 JP6416072 B2 JP 6416072B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phasor
- gauge
- phase
- difference
- synchronized
- 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
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/22—Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Description
[1.用語の定義]
まず、本開示で使用する用語について説明する。
複素平面上で反時計まわり回転する電圧あるいは電流ベクトルをいう。すなわち、この明細書で同期フェーザとは、回転電圧ベクトルまたは回転電流ベクトルの別名である。同期フェーザは、同期フェーザ実数部、同期フェーザ虚数部、および同期フェーザ位相角の3つの変数を有する複素数状態変数である。同期フェーザ位相角の取り得る値は−180度から+180度の間である。
対称性(symmetry)を研究する数学理論を包含する。
複素平面上で回転している対称性(symmetry)を有している複数のベクトルにより構成した群(group)をいう。複素平面上で静止している対称性を有している複数のベクトルにより構成した群を包含するものとする。
不変量は、対称群が有している、ある変換の下で変化しない系の性質である。本実施の形態が想定している不変量としては、これらには限られないが、ゲージ回転位相角、周波数係数、ゲージ有効同期フェーザ、ゲージ無効同期フェーザ、ゲージ差分有効同期フェーザ、ゲージ差分無効同期フェーザなどがある。なお、不変量が分かれば、対称群の特性も分かる。
データ収集時のサンプリング周波数であり、高い方が精度がよい。この明細書では、データ収集サンプリング周波数をf1で表し、データ収集サンプリング周期をT1で表す。T1=1/f1の関係がある。実際の装置への応用に際しては、ハードウェア(H/W)の制限と複数チャンネルでのデータ同期要求などを考慮して、適切なデータサンプリング周波数を選択することが必要である。
ゲージ対称群の計算に使用されるサンプリング周波数であり、符号fgで表現し、その単位をヘルツ(Hz)とする。ゲージサンプリング周期をTgで表すと、Tg=1/fgの関係がある。以下では、添え字“g”を用いずに、ゲージサンプリング周波数f、ゲージサンプリング周期Tのように記載する場合もある。
電力系統における定格周波数を意味し、符号f0で表現し、典型的には、50Hzまたは60Hzである。
複素平面上で回転している回転ベクトルが、ゲージサンプリング周期において実際に回転した角度(電気角)を意味し、符号αで表現する。
ゲージ回転位相角の余弦関数値を意味し、符号fCで表現する。
隣同士で時間間隔Tを有して時系列に連続する3つの回転電圧ベクトル(同期フェーザ)により構成された、複素平面上で反時計まわりに回転している対称群を意味する。なお、電流についても同様の対称群の概念が定義可能である。
隣同士で時間間隔T(ゲージサンプリング周期)を有して時系列に連続し、3つの単位振幅の電圧静止ベクトル(単位静止ベクトル)により構成された複素平面上静止している対称群を意味する。なお、電流についても同様の単位群の概念が定義可能である。
複素平面上で回転しているゲージ電圧群と、ゲージ電圧群と同じ複素平面上で静止しているゲージ同期フェーザ単位群によって構成された対称群である。なお、電流についても同様の対称群の概念が定義可能である。
隣同士で時間間隔Tを有して時系列に連続する3つの差分同期フェーザ(差分回転電圧ベクトル)により構成された、複素平面上で反時計まわりに回転している対称群を意味する。ここで、差分同期フェーザは、時間間隔Tで隣り合う2つの同期フェーザの差として定義される。したがって、ゲージ差分電圧群は、隣同士で時間間隔Tを有して時系列に連続する4つの同期フェーザ(回転電圧ベクトル)の隣接する2個ごとの差分をとることによって得られる。なお、電流についても同様の対称群の概念が定義可能である。
隣同士で時間間隔T(ゲージサンプリング周期)を有して時系列に連続する3つの差分電圧静止ベクトルによって構成された複素平面上静止している対称群を意味する。ここで、差分電圧静止ベクトルは、時間間隔T(ゲージサンプリング周期)で隣り合う単位振幅の電圧静止ベクトルの差として定義される。したがって、ゲージ差分同期フェーザ群は、隣同士で時間間隔T(ゲージサンプリング周期)を有して時系列に連続する4つの単位振幅の電圧静止ベクトルについて、隣接する2個ごとの差分をとることによって得られる。なお、電流についても同様の単位群の概念が定義可能である。
複素平面上で回転しているゲージ差分電圧群と、ゲージ差分電圧群と同じ複素平面上で静止しているゲージ差分同期フェーザ単位群よって構成された対称群である。なお、電流についても同様の対称群の概念が定義可能である。
同時刻における二つのノード間の同期フェーザ位相角の差分である。もしくは、同時刻における2つのノード間の同期フェーザの位相差として定義される。空間同期フェーザの取り得る値は−180度から+180度の間にある。
現時点より指定期間だけ前の時点から現時点までの間に同期フェーザが実際に回転した位相角の積算値を時間同期フェーザとして定義する。したがって、時間同期フェーザが取り得る値は0より大きい値(正数)である。時間同期フェーザを指定期間で割った値を位相速度(phase velocity)と定義する。さらに、位相速度から基本波周波数が算出される。
複素平面上の同期フェーザの位相角と仮想基準フェーザの位相角との差分である。相差角の取り得る値は、0度から+180度の間である。この相差角を利用することによって、電力系統の脱調を判別することができる。
同期フェーザを測定する装置である。
電力系統の三相電圧電流を測定し、対称座標法を用いて、測定した三相電圧電流を正相、逆相及び零相に変換する装置である。なお、逆相と零相成分が零である場合、三相平衡状態となる。
パルス信号を生成する装置である。具体的に、本明細書で開示されるパルス生成装置は、入力信号の基本波成分の振幅および周波数を有するパルス信号を生成する。
離散化されたフーリエ変換であり、離散化されたデジタル信号の周波数解析などに使われる。
まず、IEEE規格による瞬時周波数の定義と本発明者が提案する瞬時周波数の定義との比較を行う。非特許文献1(IEEE Std C37.118.1-2011)の第8頁の式(7)によれば、基本波x(t)は位相角Ψ(t)と振幅Xmとを用いて次式(A1)のように定義される。
上記の角速度ωは、瞬時周波数fを用いて次式(A6)のように表される。
図2は、複素平面上のケージ同期フェーザ群を示す図である。図2を参照して、複素平面上の3個の同期フェーザとして次式(B1)で表されるフェーザ群を想定する。
上式(B2)に用いられている回転位相角α0は次式(B3)のように求められる。
ゲージ同期フェーザ群の不変量の計算式を求めるために、以下の表2に示すようにゲージ同期フェーザ群の実数群表を生成する。
次に、各単位ベクトルの実数部瞬時値は次式(B5)のようになる。
上式(B6)から、ゲージ同期フェーザ群の不変量の1つである周波数係数cosα0を求めると次式(B7)のようになる。近似的にはα≒α0が成り立つので、次式(B7)の導出にあたってはα0をαで置換した。
不変量の1つとして、ゲージ有効同期フェーザSApを次式(B9)のように定義する。式(B9)の第1式に実数群表の関連乗積を代入し、さらにαをα0と近似することによって、第2式が得られる。ゲージ有効同期フェーザSApは、ゲージ電圧群とゲージ電流群とから不変量の1つであるゲージ有効電力を計算する計算式に類似した表式を有している(たとえば、特許文献1を参照)。
不変量の1つとして、ゲージ無効同期フェーザSAQを次式(B10)のように定義する。式(B10)の第1式に実数群表の関連乗積を代入し、さらにαをα0と近似することによって、第2式が得られる。ゲージ無効同期フェーザSAQは、ゲージ電圧群とゲージ電流群とから不変量の1つであるゲージ無効電力を計算する計算式に類似した表式を有している(たとえば、特許文献1を参照)。
上記のゲージ有効同期フェーザSApおよびゲージ無効同期フェーザSAQと、同期フェーザの定義とを用いることによって、同期フェーザ実数部vre、同期フェーザ虚数部vim、同期フェーザ位相角φ、および交流電圧振幅Vは、次式(B11)〜(B14)のように計算される。
図3は、複素平面上のケージ差分同期フェーザ群を示す図である。図3を参照して、複素平面上の3個の差分同期フェーザとして次式(C1)で表されるフェーザ群を想定する。
ゲージ差分同期フェーザ群の不変量の計算式を求めるために、以下のようにゲージ差分同期フェーザ群の実数群表を生成する。
表3の実数群表の各乗積の計算結果から、ゲージ差分同期フェーザ群の不変量の1つである周波数係数cosαがは次式(C5)で求められる。近似的にはα≒α0が成り立つので、次式(C5)の導出にあたってはα0をαで置換した。
不変量の1つとして、ゲージ差分有効同期フェーザSDpを次式(C7)のように定義する。式(C7)の第1式に表3の実数群表の関連乗積を代入し、さらにαをα0と近似することによって、第2式が得られる。
不変量の1つとして、ゲージ差分無効同期フェーザSDQを次式(C8)のように定義する。式(C8)の第1式に表3の実数群表の関連乗積を代入し、さらにαをα0と近似することによって、第2式が得られる。
上記のゲージ差分有効同期フェーザSDpおよびゲージ差分無効同期フェーザSDQと、同期フェーザの定義とを用いることによって、同期フェーザ実数部vre、同期フェーザ虚数部vim、同期フェーザ位相角φ、および交流電圧振幅Vは、以下の式(C9)〜(C12)のように計算される。
ゲージ差分同期フェーザ群によって計算された上記の所量は、入力波形の直流成分を除いた交流量のみによって計算された値である。一方、入力電圧に含まれる直流成分は、ゲージ同期フェーザ群の中のゲージ電圧群を用いて計算することができる。
上式(C14)により、直流電圧vDCは次式(C15)のように求められる。
同期フェーザ位相角φは常に変化しているため、ゲージ差分有効同期フェーザおよびゲージ差分無効同期フェーザなど、位相角φを含む数式で表される同期フェーザ対称群の不変量も時間経過とともに常に変化している。したがって、これらの不変量については、単純な移動平均によって平均化の計算を行うことはできない。このため、不変量の平均化処理を行うための計算上の工夫が必要になる。以下、図面を参照して詳しく説明する。なお、以下の説明はゲージ有効同期フェーザおよびゲージ無効同期フェーザについても同様である。
以上によって、不変量の計算手順が終了する。
上記の計算で得られた電圧の同期フェーザ実数部vre(式(C9)参照)および同期フェーザ虚数部vim(式(C10)参照)と、同様の計算によって得られる電流の同期フェーザ実数部ireおよび同期フェーザ虚数部iimとを用いて、電力とインピーダンスを計算する方法について説明する。以下の説明において、電圧同期フェーザおよび電流電気フェーザを次式(E1)のように定義する。
この明細書において空間同期フェーザとは、同時刻における二つのノード間の同期フェーザ位相角、もしくは、同時刻における2つのノード間の同期フェーザの位相差として定義される。空間同期フェーザの取り得る値は−180度から+180度の間にある。以下、図面を参照して空間同期フェーザの計算方法について説明する。
この明細書において、時間同期フェーザは、現時点より指定期間TTPだけ前の時点から現時点までの間に同期フェーザが実際に回転した位相角の積算値として定義される。したがって、時間同期フェーザが取り得る値は0より大きい値(正数)である。本願発明者による特許文献1での定義と異なるので、注意が必要である。特許文献1では、時間同期フェーザは、現時点の同期フェーザ位相角と、現時点よりも指定期間だけ前の時点での同期フェーザ位相角との差分として定義されていた。この場合、時間同期フェーザの取り得る値は、−180度から+180度の間である。
上記に従って算出された時間同期フェーザφTP(t)を用いて、周波数f(t)および周波数変化率ROCOF(rate of change of frequency)をそれぞれ次式(F6)および(F7)のように計算することができる。以下の式において、f(t)は現時点の周波数、f(t−TTP)は現時点よりも指定期間TTPだけ前の周波数である。f0は、電力系統の定格周波数または現時点から所定時間前の時点から現時点までの周波数測定結果の移動平均値である。
以下に、一定の初期速度で回転している仮想基準フェーザを仮定し、現時点に測定した同期フェーザと仮想基準同期フェーザとの相差角を計算し、その相差角を用いて周波数および周波数変化率を計算する手法を提示する。相差角を用いることによって、図32、図33で後述するように高調波成分を確認することができ、また、図43で後述するように脱調を判定することができる。
実施の形態1では、電力系統に接続される、同期フェーザ測定装置100の構成および動作について説明する。上記で説明したように、同期フェーザの実数部、虚数部、位相角、振幅の算出に関して、ゲージ同期フェーザ群とゲージ差分同期フェーザ群とでは、同じ計算結果を得ることができる。しかしながら、後者のほうが、対称群を構成する全ての要素が差分ベクトルであるため、入力信号の直流成分の測定結果に対する影響を大幅に低減することができる。このため、以下の同期フェーザ測定装置100は、ゲージ差分同期フェーザ群を利用している。
実施の形態2では、パルス生成装置について説明する。電子回路の分野では一定の幅を持った矩形波のことをパルスといい、クロック信号や同期信号に使われる。矩形波は数学的には複数の周波数の正弦波の重ね合わせとして表現される(いわゆるフーリエ解析)。ここで、提案するパルス生成装置は、入力された信号波形(基本波が主体であるが、高調波成分および直流成分を含んでいる)のうち、基本波の半波を生成する(入力された基本波の周波数および振幅を高精度に再生する)ものである。
実施の形態3では、上記の手法による周波数及び周波数変化率の計算をシミュレーションによって検証した事例(ケース1)について説明する。具体的に、ケース1では、入力信号が正弦波で、指定の時間から、一定の比率で周波数を変化していくシミュレーションを行った。ケース1のパラメータを表5に示す。
ケース1の入力信号は次式で表される。
以下シミュレーション結果について説明する。
実施の形態4では、実測された入力データを用いて、各種の提案手法を検証した5個の事例(ケース2)を説明する。ケース2の実測例のパラメータを表6に示す。
[ケース2の実測例の検証1]
以下、対称性破れにより時間同期フェーザに不連続が生じた場合の測定結果について説明する。
以下、ケース2の実測例において、平均化処理の時間幅の長さを変更した例について説明する。
以下、ケース2の実測例において、時間同期フェーザの指定期間(すなわち、サイクル数)を変更した例について説明する。
以下、ケース2の実測例において、仮想基準フェーザを用いて相差角を測定した例について説明する。
以下、ケース2の実測例において、電力系統の波形を利用して正半波パルスを生成した結果について説明する。
実施の形態5では、電気学会のEAST10と呼ばれる電力系統の標準モデルを用いたシミュレーション結果について説明する。
ケース3として、EAST10電力系統モデルについてのシミュレーションの結果を示す。表3にシミュレーションのパラメータを示す。以下では、発電機G1〜G10の複数の空間同期フェーザの測定結果が三次元図により示される。
実施の形態6では、図36の三相不平衡電気量測定装置301を用いた測定結果について説明する。三相不平衡電気量測定装置301は、これまで説明した同期フェーザ測定装置の機能を拡張したものである。
図45は、三相不平衡電気量測定装置の構成を示すブロック図である。図45を参照して、三相不平衡電気量測定装置301は、瞬時値データ入力部302と、演算処理部313と、演算情報送信部310と、インターフェース部311と、記憶部312とを含む。
ケース4として、図36のEAST10電力系統モデルについて三相不平衡電気量の測定を行った結果について説明する。表8にケース4のシミュレーションで用いたパラメータを示す。三相不平衡電気量の測定は、図36、図45、および図46で説明した三相不平衡電気量測定装置301によって行われる。従来の一般的な方法では、基本波を計算するためにαβ変更およびdq変換等の座標変換が必要であったが、本開示の対称群を用いた方法ではそのようなぜひょう変換を必要としない。
Claims (10)
- 電力系統の電気量を第1周期T1ごとにサンプリングした瞬時値データが入力される入力部と、
演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、前記瞬時値データの中から前記第1周期T1よりも大きい第2周期Tごとに抽出した、現サンプリング時刻tから連続する3点の第1データv11(t),v12(t−T),v13(t−2T)と、前記電気量をフェーザ表示したときの複素平面上で前記第2周期ずつ隔てて並ぶ3個の固定された単位ベクトル群の実数部v101,v102,v103とから、次式(L1)に従って周波数係数fCを算出し、
前記演算処理部は、周波数係数fCの絶対値が1未満の場合に、次式(L2)で表されるゲージ有効同期フェーザSApおよび次式(L3)で表されるゲージ無効同期フェーザSAqを算出し、
前記演算処理部は、ゲージ有効同期フェーザSApおよびゲージ無効同期フェーザSAqの平均化処理を行うために、k=1からk=N−1(Nは2以上の整数)までの各kに対して、現サンプリング時刻tから第1周期T1のk倍前のサンプリング時刻における前記第1データv11(t−k・T1),v12(t−T−k・T1),v13(t−2T−k・T1)と、前記単位ベクトル群を前記複素平面上で時計方向に時間k・T1に対応する角度だけ回転させたときの実数部v101,v102,v103とから、上式(L1)に従って周波数係数fCを算出し、算出された周波数係数fCの絶対値が1未満の場合に、上式(L2)で表されるゲージ有効同期フェーザSApおよび上式(L3)で表されるゲージ無効同期フェーザSAqを算出し、
前記演算処理部は、現サンプリング時刻までで算出したゲージ有効同期フェーザSApおよびゲージ無効同期フェーザSAqを平均し、平均化されたゲージ有効同期フェーザSApおよびゲージ無効同期フェーザSAqを用いて、現サンプリング時刻での前記電気量のフェーザ量を決定する、同期フェーザ測定装置。 - 前記電気量のフェーザ表示での実数部vre、虚数部vim、および位相角φは、平均化されたゲージ有効同期フェーザSAp、ゲージ無効同期フェーザSAq、および周波数係数fCとを用いて、次式(L4)〜(L6)に従って算出される、
請求項1に記載の同期フェーザ測定装置。 - 電力系統の電気量を第1周期T1ごとにサンプリングした瞬時値データが入力される入力部と、
演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、前記瞬時値データの中から前記第1周期T1よりも大きい第2周期Tごとに抽出した、現サンプリング時刻tから連続する4点の第1データを用いて、前記第1データの隣接する2点間の差分によって得られる連続する3点の第2データv21(t),v22(t−T),v23(t−2T)を求め、
前記演算処理部は、前記電気量をフェーザ表示したときの複素平面上で前記第2周期Tずつ隔てて並ぶ4個の固定された単位ベクトル群を用いて、前記単位ベクトル群の隣接する2ベクトル間の差分によって得られる3個の差分ベクトルの実数部v201,v202,v203を求め、
前記演算処理部は、前記3点の第2データv21(t),v22(t−T),v23(t−2T)と、前記3個の差分ベクトルの実数部v201,v202,v203とから、次式(L7)に従って周波数係数fCを算出し、
前記演算処理部は、周波数係数fCの絶対値が1未満の場合に、次式(L8)で表されるゲージ差分有効同期フェーザSDpおよび次式(L9)で表されるゲージ差分無効同期フェーザSDqを算出し、
前記演算処理部は、ゲージ差分有効同期フェーザSDpおよびゲージ差分無効同期フェーザSDqの平均化処理を行うために、k=1からk=N−1(Nは2以上の整数)までの各kに対して、現サンプリング時刻tから第1周期T1のk倍前のサンプリング時刻における第2データv21(t−k・T1),v22(t−T−k・T1),v23(t−2T−k・T1)と、前記単位ベクトル群を前記複素平面上で時計方向に時間k・T1に対応する角度だけ回転させたときの隣接するベクトル間の差分ベクトルの実数部v201,v202,v203とから、上式(L7)に従って周波数係数fCを算出し、算出された周波数係数fCの絶対値が1未満の場合に、上式(L8)で表されるゲージ差分有効同期フェーザSDpおよび上式(L9)で表されるゲージ差分無効同期フェーザSDqを算出し、
前記演算処理部は、現サンプリング時刻までで算出されたゲージ差分有効同期フェーザSDpおよびゲージ差分無効同期フェーザSDqを平均し、平均化されたゲージ差分有効同期フェーザSDpおよびゲージ差分無効同期フェーザSDqを用いて、現時刻での前記電気量のフェーザ量を決定する、同期フェーザ測定装置。 - 前記電気量のフェーザ表示での実数部vre、虚数部vim、および位相角φは、平均化されたゲージ差分有効同期フェーザSDp、ゲージ差分無効同期フェーザSDq、および周波数係数fCとを用いて、次式(L10)〜(L12)に従って算出される、
請求項3に記載の同期フェーザ測定装置。 - 前記演算処理部は、現サンプリング時刻での前記電気量のフェーザ表示での位相角から指定されたサンプリング時刻での前記電気量のフェーザ表示での位相角を減算した値と、前記指定されたサンプリング時刻から現サンプリング時刻までのサイクル数とに基づいて、指定されたサンプリング時刻から現サンプリング時刻まで位相変化量の積算値である時間同期フェーザを算出する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の同期フェーザ測定装置。
- 前記演算処理部は、前記複素平面内で一定の初期速度で回転している仮想基準フェーザの実数部および虚数部の値と、現サンプリング時刻において算出された前記電気量のフェーザ表示での実数部および虚数部の値と、余弦定理とを用いることによって、現サンプリング時刻における前記仮想基準フェーザと前記電気量のフェーザ量との位相差である相差角を算出する、請求項2または4に記載の同期フェーザ測定装置。
- 前記演算処理部は、前記相差角に基づいて、前記電気量の周波数および周波数変化率の少なくとも一方を計算する、請求項6に記載の同期フェーザ測定装置。
- 前記演算処理部は、前記電力系統の第1ノードおよび第2ノードの各々において同一サンプリング時刻に測定した前記電気量のフェーザ表示の実数部および虚数部の値と、余弦定理とを用いることによって、前記第1ノードと前記第2ノードとの位相差である空間同期フェーザを算出する、請求項2または4に記載の同期フェーザ測定装置。
- 前記電気量は、前記電力系統の正相電圧、逆相電圧、零相電圧、正相電流、逆相電流、および零相電流の各々を含み、
前記演算処理部は、前記正相電圧、逆相電圧、零相電圧、正相電流、逆相電流、および零相電流の各々についてフェーザ量を算出し、
前記演算処理部は、算出した各前記フェーザ量に基づいて、正相、逆相、および零相の各々の有効電力、無効電力を算出する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の同期フェーザ測定装置。 - 電力系統の電気量を第1周期T1ごとにサンプリングした瞬時値データが入力される入力部と、
パルス生成部とを備え、
前記パルス生成部は、前記瞬時値データの中から前記第1周期T1よりも大きい第2周期Tごとに抽出した、現サンプリング時刻tから連続する4点の第1データを用いて、前記第1データの隣接する2点間の差分によって得られる連続する3点の第2データv21(t),v22(t−T),v23(t−2T)を求め、
前記パルス生成部は、前記電気量をフェーザ表示したときの複素平面上で前記第2周期Tずつ隔てて並ぶ4個の固定された単位ベクトル群を用いて、前記単位ベクトル群の隣接する2ベクトル間の差分によって得られる3個の差分ベクトルの実数部v201,v202,v203を求め、
前記パルス生成部は、前記3点の第2データv21(t),v22(t−T),v23(t−2T)と、前記3個の差分ベクトルの実数部v201,v202,v203とから、次式(L7)に従って周波数係数fCを算出し、
前記パルス生成部は、次式(L8)で表されるゲージ差分有効同期フェーザSDpおよび次式(L9)で表されるゲージ差分無効同期フェーザSDqを算出し、
前記パルス生成部は、算出したゲージ差分有効同期フェーザSDpおよびゲージ差分無効同期フェーザSDqを用いて、前記電気量の振幅Vを次式(L13)に従って算出し、
前記パルス生成部は、第1データv11(t),v12(t−T)と、周波数係数fCと、振幅Vとを用いて、次式(L14)に従って出力パルスvOUTを生成する、
パルス生成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015191480A JP6416072B2 (ja) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015191480A JP6416072B2 (ja) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017067543A JP2017067543A (ja) | 2017-04-06 |
JP6416072B2 true JP6416072B2 (ja) | 2018-10-31 |
Family
ID=58494597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015191480A Active JP6416072B2 (ja) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6416072B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108896944B (zh) * | 2018-03-16 | 2020-09-29 | 华北电力大学 | 一种同步测量装置实验室校准仪及其同步相量测量方法 |
JP7016159B2 (ja) * | 2018-06-18 | 2022-02-04 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | センサ装置 |
CN109374970B (zh) * | 2018-10-24 | 2021-08-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 实时校验的同步相量测量方法、装置、设备及存储介质 |
CN109521274B (zh) * | 2018-11-23 | 2020-09-25 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种同步相量测量方法、***、装置及可读存储介质 |
CN109669072B (zh) * | 2018-12-19 | 2020-04-17 | 清华大学 | 一种配电网的自适应同步相量量测方法 |
JP2022104346A (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-08 | セイコーエプソン株式会社 | 信号処理方法、信号処理装置、物理量測定装置及びセンサーモジュール |
KR102499239B1 (ko) * | 2021-01-20 | 2023-02-14 | 한국전력공사 | 전력 그리드 광역감시시스템의 시각 위변조 탐지 방법 및 장치 |
CN114062777B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-11-14 | 山东日照发电有限公司 | 一种同期装置的频差校验方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5517646B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2014-06-11 | 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 |
JP5501933B2 (ja) * | 2010-10-25 | 2014-05-28 | 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 |
CN103403561B (zh) * | 2011-03-03 | 2015-08-19 | 三菱电机株式会社 | 交流电气量测定装置及交流电气量测定方法 |
JP5762247B2 (ja) * | 2011-10-26 | 2015-08-12 | 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 |
WO2014027423A1 (ja) * | 2012-08-17 | 2014-02-20 | 三菱電機株式会社 | 電気量測定装置および電気量測定方法 |
JP6033030B2 (ja) * | 2012-10-02 | 2016-11-30 | 三菱電機株式会社 | 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 |
JP6049469B2 (ja) * | 2013-01-21 | 2016-12-21 | 三菱電機株式会社 | 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 |
-
2015
- 2015-09-29 JP JP2015191480A patent/JP6416072B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017067543A (ja) | 2017-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6416072B2 (ja) | 同期フェーザ測定装置およびパルス生成装置 | |
JP4987068B2 (ja) | 交流電気量測定装置 | |
JP4874438B1 (ja) | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 | |
CN108614155B (zh) | 一种加入汉明窗的同步相量测量方法及*** | |
Dash et al. | Dynamic phasor and frequency estimation of time-varying power system signals | |
JPWO2008126240A1 (ja) | 同期フェーザ測定装置及びこれを用いた母線間位相角差測定装置 | |
Zhang et al. | Characteristic analysis and calculation of frequencies of voltages in out-of-step oscillation power system and a frequency-based out-of-step protection | |
Mokeev | Filter synthesis for PMU | |
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 | |
JP7308607B2 (ja) | 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 | |
JP6059751B2 (ja) | 位相較正装置 | |
JP5501933B2 (ja) | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 | |
Jain et al. | Development of DFT based MATLAB and LABVIEW Models for Phasor Measurements | |
JP6214489B2 (ja) | 信号処理装置および信号処理方法 | |
JP6049469B2 (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 | |
JP6685182B2 (ja) | 信号処理装置 | |
JP5762247B2 (ja) | 交流電気量測定装置および交流電気量測定方法 | |
CN104007408A (zh) | 一种pmu动态性能的在线检测方法及装置 | |
Ke et al. | Measuring and reconstruction algorithm based on improved second‐order generalised integrator configured as a quadrature signal generator and phase locked loop for the three‐phase AC signals of independent power generation systems | |
CN105467209B (zh) | 一种新的金属氧化物避雷器泄漏电流分析方法 | |
JP5188449B2 (ja) | 同期フェーザ測定装置 | |
Mauryan et al. | Phasor measurement units in power system networks-a review | |
CN108982962B (zh) | 适于接入多间隔电气量的保护、测量一体化***及方法 | |
CN110927452B (zh) | 一种基于瞬时无功功率的相位差测量方法及装置 | |
JP2021081295A (ja) | データ処理装置およびデータ処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180829 |
|
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: 20180905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181003 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6416072 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |