close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL180936B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)180936
(13) B1
( 21 ) Numer zgłoszenia:
320703
(51) IntCl7
G01R 23/00
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(
5
4
)
( 22) Data zgłoszenia:
19.06.1997
Sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego
(73)
(43)
G01R 23/10
Uprawniony z patentu:
Politechnika Wrocławska, Wrocław, PL
Zgłoszenie ogłoszono:
21.12.1998 BUP 26/98
(72) Twórcy wynalazku:
Janusz Szafran, Wrocław, PL
Waldemar Rebizant, Wrocław, PL
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2001 WUP 05/01
(74)
Pełnomocnik:
Kozłowska Regina, Politechnika Wrocławska
PL
180936
B1
(5 7 )
Sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego, polegający na tym, że sygnał analogowy z systemu elektroenergetycznego przetwarza się na sygnał cyfrowy, znam ienny
tym , że sygnał analogowy z systemu elektroenergetycznego (1)
przetwarza się na sygnał cyfrowy, który filtruje się w filtrze
ortogonalnym nieparzystym (4) 1 w filtrze ortogonalnym parzystym (5), próbki sygnału w yjściow ego z filtru ortogonalnego
nieparzystego (4) mnoży się w pierwszym bloku mnożenia (10)
przez próbki sygnału w yjściow ego filtru ortogonalnego parzystego (5), który pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie opóźnia
się również o k próbek, a próbki sygnału w yjściow ego z filtru
ortogonalnego nieparzystego (4), który pierwotnie opóźnia się o k
próbek mnoży się w czwartym bloku mnożenia (13) przez próbki
sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), oraz
próbki sygnału w yjściow ego z filtru ortogonalnego nieparzystego
(4) mnoży się w trzecim bloku mnożenia (12) przez próbki
sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), który
pierwotnie opóźnia się o k próbek, a próbki sygnału wyjściowego
z filtru ortogonalnego nieparzystego (4), który pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie opóźnia się również o k próbek,
mnoży się w drugim bloku m nożenia (11) przez próbki sygnału
w yjściow ego filtru ortogonalnego parzystego (5), następnie
różnicę sygnałów wyjściowych z pierwszego bloku mnożenia
(10) i drugiego bloku mnożenia (11) dzieli się przez różnicę
sygnałów w yjściowych z trzeciego bloku mnożenia (12) i
czwartego bloku mnożenia (13), a z sygnału w yjściow ego bloku
dzielenia (16) wyznacza się wartość odchyłki częstotliwości oraz
częstotliwość
Sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego
Zastrzeżenie
patentowe
Sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego, polegający na tym, że
sygnał analogowy z systemu elektroenergetycznego przetwarza się na sygnał cyfrowy, znamienny tym, że sygnał analogowy z systemu elektroenergetycznego (1) przetwarza się na
sygnał cyfrowy, który filtruje się w filtrze ortogonalnym nieparzystym (4) i w filtrze ortogonalnym parzystym (5), próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego (4)
mnoży się w pierwszym bloku mnożenia (10) przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), który pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie opóźnia się również o k próbek, a próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego (4), który
pierwotnie opóźnia się o k próbek mnoży się w czwartym bloku mnożenia (13) przez próbki
sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), oraz próbki sygnału wyjściowego
z filtru ortogonalnego nieparzystego (4) mnoży się w trzecim bloku mnożenia (12) przez
próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), który pierwotnie opóźnia się
o k próbek, a próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego (4), który
pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie opóźnia się również o k próbek, mnoży się w
drugim bloku mnożenia (11) przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego (5), następnie różnicę sygnałów wyjściowych z pierwszego bloku mnożenia (10) i drugiego bloku mnożenia (11) dzieli się przez różnicę sygnałów wyjściowych z trzeciego bloku
mnożenia (12) i czwartego bloku mnożenia (13), a z sygnału wyjściowego bloku dzielenia
(16) wyznacza się wartość odchyłki częstotliwości oraz częstotliwość.
* * *
Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego, stosowany w układach cyfrowego sterowania systemami energetycznymi.
Znany z artykułu Moore J.P., Carranza R.D., Johns A.T.: A new numeric technique for
high speed evaluation of power frequency. IEEE Trans. Generation, Transmition, Distribution
1994 vol. 141 nr 5 s. 529-536, sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego,
polega na tym, że składowe ortogonalne napięcia lub prądu, aproksymuje się numerycznie w
technice cyfrowej, a następnie wyznacza się różnicę iloczynów składowej cosinusowej i pochodnej składowej sinusowej oraz składowej sinusowej i pochodnej składowej cosinusowej,
które są proporcjonalne do częstotliwości i kwadratu amplitudy sygnału. Dzieląc tę różnicę
przez kwadrat amplitudy sygnału, który wyznacza się jako sumę kwadratów składowych ortogonalnych otrzymuje się wielkość proporcjonalną do częstotliwości i niezależną od amplitudy sygnału.
Zasadniczą niedogodnością jest to, iż uzyskiwanie odpowiednich dokładności wiąże się
z koniecznością podwyższania częstotliwości próbkowania sygnału i korygowania czynnika
zależnego od nieznanej częstotliwości. Konieczne jest zastosowanie odpowiedniego sprzężenia zwrotnego, które może być przyczyną narastających błędów pomiaru. Przy odchyłkach
częstotliwości od wartości nominalnej (50 Hz) następuje utrata ortogonalności składowych co
do amplitudy i konieczna jest korekcja wzmocnienia cyfrowych filtrów ortogonalnych, aby
były one jednakowe dla częstotliwości mierzonej, która nie jest znana. Podobnie jak poprzednio korekcja ta musi odbywać się w sprzężeniu zwrotnym.
Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego, polegający na tym, że sygnał analogowy z systemu elektroenergetycznego przetwarza się na sygnał cyfrowy.
Istota sposobu polega na tym, że sygnał analogowy z systemu energetycznego przetwarza się na sygnał cyfrowy, który filtruje się w filtrze ortogonalnym nieparzystym i w filtrze
ortogonalnym parzystym. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego
mnoży się w pierwszym bloku mnożenia przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego, który pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie opóźnia się również o k
180 936
3
próbek. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego, który pierwotnie
opóźnia się o k próbek mnoży się w czwartym bloku mnożenia przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego
nieparzystego mnoży się w trzecim bloku mnożenia przez próbki sygnału wyjściowego filtru
ortogonalnego parzystego, który pierwotnie opóźnia się o k próbek. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego, który pierwotnie opóźnia się o k próbek i wtórnie
opóźnia się również o k próbek, mnoży się w drugim bloku mnożenia przez próbki sygnału
wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego. Różnicę sygnałów wyjściowych z pierwszego
bloku mnożenia i drugiego bloku mnożenia dzieli się przez różnicę sygnałów wyjściowych
z trzeciego bloku mnożenia i czwartego bloku mnożenia. Z sygnału wyjściowego bloku dzielenia wyznacza się wartość odchyłki częstotliwości oraz częstotliwość.
W metodzie według wynalazku, zamiast pochodnych sygnału stosuje się odpowiednie
różnice dyskretne uzyskując rezultat proporcjonalny do funkcji częstotliwości i kwadratu amplitudy sygnału. Wynik niezależny od amplitudy sygnału oraz transmitancji filtrów ortogonalnych a proporcjonalny do funkcji częstotliwości uzyskuje się biorąc iloraz tej wielkości
i kwadratu amplitudy.
Wybierając odpowiednie relacje pomiędzy wartościami opóźnień pierwotnych i wtórnych oraz odpowiednią wartość opóźnienia w odniesieniu do liczby próbek w okresie składowej podstawowej otrzymuje się ostatecznie wynik proporcjonalny do odchyłki częstotliwości Δf od wartości nominalnej 50 Hz, która jest równa zero gdy częstotliwość jest równa nominalnej. Mierzona częstotliwość f jest równa sumie tej odchyłkiΔf i 50 Hz.
Sposób według wynalazku charakteryzuje się dużą szybkością i dynamiką pomiaru oraz
brakiem potrzeby korekcji wzmocnienia cyfrowych filtrów ortogonalnych. Przez zastosowanie różnic dyskretnych wyeliminowano konieczność korekcji dyskretnej aproksymacji pochodnej. Sposób pomiaru według wynalazku może być stosowany przy małych częstotliwościach próbkowania. Wynik pomiaru jest niezależny od transmitancji filtrów, a uzyskiwana
dokładność pomiaru na poziomie 0,001 Hz, jest zachowana nawet podczas zakłóceń w sieci
elektroenergetycznej.
Przedmiot wynalazku objaśniono na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu pomiarowego.
Przykład. Sposób pomiaru częstotliwości systemu elektroenergetycznego polega na
tym, że sygnał analogowy z systemu energetycznego 1 przetwarza się za pomocą przekładników i filtrów analogowych 2 oraz przetwornika analogowo-cyfrowego 3 na sygnał cyfrowy.
Częstotliwość próbkowania sygnału wynosi 1000Hz. Następnie sygnał ten filtruje się w filtrze
ortogonalnym nieparzystym 4 o oknie sinusowym i w filtrze ortogonalnym parzystym 5 o
oknie cosinusowym. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego 4
mnoży się w pierwszym bloku mnożenia 10 przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego 5, który pierwotnie opóźnia się o k=5 próbek w układzie opóźniającym 8
i wtórnie opóźnia się również o k=5 próbek w układzie opóźniającym 9. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego 4, który pierwotnie opóźnia się o k=5 próbek w
układzie opóźniającym 6 mnoży się w czwartym bloku mnożenia 13 przez próbki sygnału
wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego 5. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego 4 mnoży się w trzecim bloku mnożenia 12 przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego 5, który pierwotnie opóźnia się o k=5 próbek w
układzie opóźniającym 8. Próbki sygnału wyjściowego z filtru ortogonalnego nieparzystego 4,
który pierwotnie opóźnia się o k=5 próbek w układzie opóźniającym 6 i wtórnie opóźnia się
również o k=5 próbek w układzie opóźniającym 7, mnoży się w drugim bloku mnożenia 11
przez próbki sygnału wyjściowego filtru ortogonalnego parzystego 5. Różnicę sygnałów wyjściowych z pierwszego bloku mnożenia 10 i drugiego bloku mnożenia 11 dzieli się przez różnicę sygnałów wyjściowych z trzeciego bloku mnożenia 12 i czwartego bloku mnożenia 13.
Na podstawie sygnału wyjściowego bloku dzielenia 16 wyznacza się wartość odchyłki częstotliwości Δf w bloku odtworzenia wartości odchyłki częstotliwości 17. Mierzona częstotliwość f
jest sumą odchyłki Δf oraz wartości 50 Hz wyznaczoną w wyjściowym bloku sumującym.
180 936
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.
Cena 2,00 zł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
439 Кб
Теги
pl180936b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа