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JP2011080986A - Phaser measuring device - Google Patents

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JP2011080986A
JP2011080986A JP2010206044A JP2010206044A JP2011080986A JP 2011080986 A JP2011080986 A JP 2011080986A JP 2010206044 A JP2010206044 A JP 2010206044A JP 2010206044 A JP2010206044 A JP 2010206044A JP 2011080986 A JP2011080986 A JP 2011080986A
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JP
Japan
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phasor
current
component
sampling data
calculation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010206044A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mutsumi Aoki
睦 青木
Takuya Ozaki
卓也 尾崎
Hiroyuki Ukai
裕之 鵜飼
Shogo Miura
祥吾 三浦
Hidemasa Sugiura
秀昌 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Nagoya Institute of Technology NUC
Original Assignee
Toshiba Corp
Nagoya Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nagoya Institute of Technology NUC filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010206044A priority Critical patent/JP2011080986A/en
Publication of JP2011080986A publication Critical patent/JP2011080986A/en
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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

【課題】フェーザ演算を行う際の演算時間を短時間とし、さらに減衰直流分を含む電流・電圧波形に対しても短時間で推定し、振動誤差が少なく短時間で演算可能なフェーザ計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施例におけるフェーザ計測装置は、交流電流波形を一定の周期でサンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、このアナログ/デジタル変換手段によりデジタル信号に変換されたサンプリングデータを用いて仮想ベクトルを生成する手段と、実際のサンプリングデータと仮想ベクトルデータを用いてフーリエ演算を行い、電流の実効値を計測するフェーザ演算手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
A phasor measurement device capable of calculating a phasor calculation in a short time, estimating a current / voltage waveform including a damped DC component in a short time, and performing a calculation in a short time with little vibration error. The purpose is to provide.
A phasor measuring device according to the present embodiment includes an analog / digital conversion means for sampling an alternating current waveform at a constant period and converting it into a digital signal, and sampling converted into a digital signal by the analog / digital conversion means. The apparatus includes a means for generating a virtual vector using data, and a phasor calculating means for performing a Fourier calculation using actual sampling data and virtual vector data to measure an effective value of current.
[Selection] Figure 1

Description

本発明の実施例は、電力系統の電流または電圧に対するフェーザを計測する装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to an apparatus for measuring a phasor with respect to a current or voltage of a power system.

測定した電圧および電流波形からフェーザ演算を行う際に、離散フーリエ変換(DFT: Discrete Fourier Transform)が用いられることがある。特に、非特許文献1に記載されているような再帰的な離散フーリエ変換(RDFT: Recursive Discrete Fourier Transform)演算は、計算負荷の少ない演算方法として知られている。   A discrete Fourier transform (DFT) may be used when performing a phasor operation from measured voltage and current waveforms. In particular, a recursive discrete Fourier transform (RDFT) calculation as described in Non-Patent Document 1 is known as a calculation method with a low calculation load.

中野、太田、鵜飼、中村、藤田:「同期フェーザ計測に基づく実時間電力系統周波数検出」、電学論C,Vol.122,No.12Nakano, Ota, Ukai, Nakamura, Fujita: “Real-time power system frequency detection based on synchronous phasor measurement”, Electrical Engineering C, Vol.122, No.12

従来のDFT演算法は、電力系統が正常に運用されており定常的な波形に対しては有効であるが、故障電流波形には適用できないことがある。その大きな要因は、故障電流に含まれる減衰直流成分である。減衰直流成分が含まれている故障電流に対しDFT演算を行うと、基本波フェーザの演算結果に振動的な誤差が重畳するという問題点がある。この誤差を補正するためには、減衰直流分の減衰時定数が既知でなければならないが、電力系統の構成が変化すると減衰時定数が変化してしまうことがある。このため、減衰時定数が未知の状態で振動的な誤差を抑制するためには複雑な演算が必要であった。   The conventional DFT calculation method is effective for a steady waveform because the power system is normally operated, but may not be applied to a fault current waveform. A major factor is the attenuated DC component included in the fault current. When a DFT operation is performed on a fault current containing a damped DC component, there is a problem that a vibrational error is superimposed on the operation result of the fundamental phasor. In order to correct this error, the attenuation time constant for the attenuated DC component must be known, but the attenuation time constant may change when the configuration of the power system changes. For this reason, in order to suppress the vibration error in a state where the attenuation time constant is unknown, a complicated calculation is required.

また、定常状態であっても使用する目的に応じて電力系統故障時の電圧・電流波形をできるだけ短い時間で解析することも求められる。しかし、従来のDFT演算法は、フェーザ演算を行う際に、波形の一周期または半周期分の時間が必要となる問題点があった。   In addition, even in a steady state, it is also required to analyze a voltage / current waveform at the time of power system failure in as short a time as possible according to the purpose of use. However, the conventional DFT calculation method has a problem that it takes time for one cycle or half cycle of the waveform when performing the phasor calculation.

このように従来のフェーザ計測装置は、フェーザの演算のために長い時間が必要であった。また、減衰直流成分が含まれている場合には、解析時に発生する振動的誤差を抑制するためにさらに多くの演算時間が必要であった。   As described above, the conventional phasor measuring device requires a long time for the phasor calculation. Further, when a damped DC component is included, more calculation time is required to suppress the vibrational error that occurs during analysis.

そこで、本発明の実施例は前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、フェーザ演算を行う際の演算時間を短時間とし、さらに減衰直流分を含む電流・電圧波形に対しても短時間で推定し、振動誤差が少なく短時間で演算可能なフェーザ計測装置を提供することを目的とする。   Therefore, the embodiment of the present invention is proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and the current required for the phasor calculation is shortened and further includes a damped DC component. An object of the present invention is to provide a phasor measuring device that can estimate a voltage waveform in a short time and can calculate in a short time with little vibration error.

前記の目的を達成するために、本実施例におけるフェーザ計測装置は、交流電流波形を一定の周期でサンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、このアナログ/デジタル変換手段によりデジタル信号に変換されたサンプリングデータを用いて仮想ベクトルを生成する手段と、実際のサンプリングデータと仮想ベクトルデータを用いてフーリエ演算を行い、電流の実効値を計測するフェーザ演算手段を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the phasor measuring device according to the present embodiment includes an analog / digital conversion means that samples an alternating current waveform at a constant period and converts it into a digital signal, and the analog / digital conversion means performs a digital signal. Characterized in that it comprises means for generating a virtual vector using the sampling data converted into a phasor, and phasor calculation means for performing a Fourier calculation using the actual sampling data and virtual vector data to measure the effective value of the current. To do.

本発明の実施例1における電流フェーザ計測装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the current phasor measuring device in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における電流フェーザ計測装置の動作のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of operation | movement of the current phasor measuring device in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における演算フローチャートを示す図The figure which shows the calculation flowchart in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における仮想ベクトルの生成原理図FIG. 3 is a diagram illustrating a generation principle of a virtual vector in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例1におけるサンプリングされた信号のベクトル図Vector diagram of sampled signal in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例2における基本波フェーザ演算のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the fundamental wave phasor calculation in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における基本波フェーザ演算のフローチャートを示す図The figure which shows the flowchart of the fundamental wave phasor calculation in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3におけるフェーザ演算結果(実行値)比較を示す図The figure which shows the phasor calculation result (execution value) comparison in Example 3 of this invention 本発明の実施例3における図5の拡大図を示す図The figure which shows the enlarged view of FIG. 5 in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3におけるフェーザ演算結果(位相角)比較を示す図The figure which shows the phasor calculation result (phase angle) comparison in Example 3 of this invention

以下、電力系統の電流フェーザ計測装置の各実施例について、図1〜7を参照して説明する。   Hereinafter, each Example of the electric power system current phasor measuring device will be described with reference to FIGS.

[1−1.構成]
図1を用いて実施例1について説明する。図1は本発明の第1の実施例における電流フェーザ計測装置の構成図である。図1の符号1は、電力系統の交流電流を測定し、アナログの電流信号に変換する変流器(CT)である。変流器1の出力側には、測定した電流信号を取り込み演算を行う演算器2が接続される。
[1-1. Constitution]
Example 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a current phasor measuring device according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in FIG. 1 is a current transformer (CT) that measures an alternating current of a power system and converts it into an analog current signal. The output side of the current transformer 1 is connected to a calculator 2 that takes in the measured current signal and performs a calculation.

この演算器2の内部には、取り込んだアナログの電流波形を一定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器3が配置される。このアナログ/デジタル変換器3の出力側には、サンプリングしたデジタル信号に変換されたサンプリングデータを保存する一時記憶装置(RAM)4が配置される。一時記憶装置4は、演算に必要なプログラムを格納したROM5に接続したCPU6と接続される。CPU6は、一時記憶装置4に格納されたサンプリングデータを読み出し、演算を実行して電流フェーザを演算するものであり、計算した電流フェーザは、再び一時記憶装置4に格納される。一時記憶装置4の出力側には、通信ポート7が接続される。この通信ポート7は、演算器2の出力手段であり、演算器2の出力側に配置されたパソコンなどの表示装置8に演算器2で計算した電流フェーザのデータを出力する。   Inside the arithmetic unit 2, an analog / digital converter 3 for sampling the acquired analog current waveform at a constant period and converting it into a digital signal is disposed. On the output side of the analog / digital converter 3, a temporary storage device (RAM) 4 for storing sampling data converted into a sampled digital signal is arranged. The temporary storage device 4 is connected to a CPU 6 connected to a ROM 5 that stores a program necessary for calculation. The CPU 6 reads the sampling data stored in the temporary storage device 4 and executes a calculation to calculate a current phasor. The calculated current phasor is stored in the temporary storage device 4 again. A communication port 7 is connected to the output side of the temporary storage device 4. The communication port 7 is an output means of the computing unit 2 and outputs the current phasor data calculated by the computing unit 2 to a display device 8 such as a personal computer arranged on the output side of the computing unit 2.

[1−2.電流フェーザ計測装置の動作]
次に、前記のような構成を有する電流フェーザ計測装置の動作について説明する。図2は、本実施例の電流フェーザ計測装置の動作のフローチャートを示したものである。
[1-2. Operation of current phasor measurement device]
Next, the operation of the current phasor measuring apparatus having the above configuration will be described. FIG. 2 shows a flowchart of the operation of the current phasor measuring device of this embodiment.

STEP1では、変流器1に電力系統の交流電流信号を取り込む。STEP2では、変流器1に取り込んだ交流電流信号を測定し、アナログの電流信号に変換する。STEP3では、アナログの電流信号を一定周期でサンプリングしてデジタル信号に変換する。STEP4でデジタル信号に変換されたサンプリングデータは保存する一時記憶装置4に格納される。   In STEP 1, an AC current signal of the power system is taken into the current transformer 1. In STEP 2, the alternating current signal taken into the current transformer 1 is measured and converted into an analog current signal. In STEP 3, an analog current signal is sampled at a constant period and converted into a digital signal. The sampling data converted into the digital signal in STEP 4 is stored in the temporary storage device 4 for saving.

次に、STEP5では、CPU6により一時記憶装置4からサンプリングデータの読み込みを行う。STEP6では、CPU6で、読み出したサンプリングデータからフェーザの演算を行う。このSTEP6での演算には、STEP6の前までに、ROM5から、フェーザの演算のためのプログラムを読み込んでおく必要があるが、このタイミングは、STEP6の以前であれば、STEP1を開始する前でも可能である。STEP7では、CPU6により演算した演算結果を一時記憶装置4に格納する。STEP8では、通信ポート7を介して表示装置8にフェーザ演算の結果を伝送する。   Next, in STEP 5, the sampling data is read from the temporary storage device 4 by the CPU 6. In STEP 6, the CPU 6 performs a phasor calculation from the read sampling data. For the calculation in STEP6, it is necessary to read a program for the phasor calculation from the ROM 5 before STEP6. However, if this timing is before STEP6, even before STEP1 is started. Is possible. In STEP 7, the calculation result calculated by the CPU 6 is stored in the temporary storage device 4. In STEP 8, the result of the phasor calculation is transmitted to the display device 8 via the communication port 7.

[1−3.フェーザの演算方法]
本実施例におけるフェーザの演算では、サンプリングしたデータを用いて仮想ベクトルを生成し、実際のサンプリングデータと仮想ベクトルデータを用いてフーリエ演算を行いフェーザを演算するものである。
[1-3. Phaser calculation method]
In the phasor calculation in this embodiment, a virtual vector is generated using sampled data, and a phasor is calculated by performing a Fourier calculation using the actual sampling data and virtual vector data.

この本実施例におけるフェーザの演算方法を図3のフローチャートを用いて説明する。また、図4は、サンプリングされた信号のベクトル図であり、図5は、仮想ベクトルの作成原理を示す図である。   The phasor calculation method in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a vector diagram of the sampled signal, and FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of creating a virtual vector.

図3のSTEP1として、データのサンプリングを行うが、データとして減衰直流成分を含まない電流もしくは電圧信号が電力系統から入力された場合は、その波形は正弦波となり、1周期をN点でアナログ/デジタル変換手段によりデジタルデータに変換した場合は、以下の数式(1)で表される。

Figure 2011080986
As STEP 1 in FIG. 3, data sampling is performed. When a current or voltage signal that does not include an attenuated DC component is input from the power system as data, the waveform is a sine wave, and one cycle is analog / When converted into digital data by the digital conversion means, it is expressed by the following formula (1).
Figure 2011080986

ただし、Nは、波形一周期のサンプリング数である。   However, N is the number of samplings in one waveform period.

この信号は、N=12とした場合、図4に示すように、ベクトル表示することができ、数式(1)は、その虚数部として表すことができる。x(n)は、n番目のサンプリングデータを示すものである。   When N = 12, this signal can be displayed as a vector as shown in FIG. 4, and Equation (1) can be expressed as its imaginary part. x (n) represents the nth sampling data.

次に、STEP2では、STEP1で得たサンプリングデータに基づいて、図4に示すようにX(n+2)とX(n)から、仮想的なベクトルX’(n−5)を生成する。実際の演算では、最新のサンプリングデータx(n+2)とその2サンプル前のデータx(n)を用いて、以下の数式(2)によって求める。   Next, in STEP2, based on the sampling data obtained in STEP1, a virtual vector X '(n-5) is generated from X (n + 2) and X (n) as shown in FIG. In the actual calculation, the latest sampling data x (n + 2) and the data x (n) two samples before are used to obtain the following equation (2).

Figure 2011080986
Figure 2011080986

ただし、Kは定数であり、x(n+2)とx(n)の位相各の差によって一義的に決まる。図4において、−X(n+2)とX’(n−5)の間の位相角をγとするとKは、以下の数式(3)で表される。   However, K is a constant and is uniquely determined by the difference between each phase of x (n + 2) and x (n). In FIG. 4, when the phase angle between −X (n + 2) and X ′ (n−5) is γ, K is expressed by the following formula (3).

Figure 2011080986
Figure 2011080986

STEP3では、フェーザの演算を行う。STEP2で生成したx’(n−5)は、x(n+1)の半周期前のデータであるので、x(n+1)とx’(n−5)の2つの値を用いて、以下の数式(4)を用いることにより、フェーザ演算を行う。   In STEP 3, phasor calculation is performed. Since x ′ (n−5) generated in STEP 2 is data before a half cycle of x (n + 1), the following formula is used by using two values of x (n + 1) and x ′ (n−5). By using (4), phasor calculation is performed.

Figure 2011080986
Figure 2011080986

[1−4.効果]
このような実施例の効果としては、フェーザ演算を数式(4)により行うことができる。すなわち、x(n+2),x(n+1)及びx(n)の3点のサンプリングデータによりフェーザ演算を行うことが可能となるので、より少ない計算量で、かつ、短い時間窓幅で、電圧や電流の実効値を演算することができる。
[1-4. effect]
As an effect of such an embodiment, the phasor operation can be performed by Expression (4). That is, the phasor operation can be performed with sampling data of three points x (n + 2), x (n + 1), and x (n), so that the voltage and the voltage can be reduced with a smaller calculation amount and a short time window width. The effective value of the current can be calculated.

[2−1.構成]
本実施例は、実施例1と同じ構成であるが、演算器2でのフェーザの演算方法を変更したものである。すなわち、実施例1のサンプリングデータは、減衰直流分を含まないものであったが、本実施例では、減衰直流分を含むサンプリングデータを用いたものである。
[2-1. Constitution]
The present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but the phasor calculation method in the calculator 2 is changed. That is, the sampling data of the first embodiment does not include the attenuated DC component, but in this embodiment, the sampling data including the attenuated DC component is used.

本実施例では、演算器2のCPU6におけるフェーザ演算において、減衰直流分を含んだ交流電流波形をサンプリングし、サンプリングデータのうちフーリエ演算によりフェーザ演算を行い、そのフェーザ値から減衰直流分を推定し、推定した減衰成分とフェーザ演算で求めたフェーザ値を用いて基本波分のフェーザ値を求めるものである。この減衰直流成分は、前述の通り電力系統に故障が起きた場合の電流波形で見られるものである。   In the present embodiment, in the phasor calculation in the CPU 6 of the computing unit 2, an AC current waveform including the attenuated DC component is sampled, and the phasor operation is performed by Fourier calculation of the sampling data, and the attenuated DC component is estimated from the phasor value. The phasor value of the fundamental wave is obtained using the estimated attenuation component and the phasor value obtained by the phasor calculation. This attenuated DC component is seen in the current waveform when a failure occurs in the power system as described above.

[2−2.フェーザの演算方法]
この本実施例における減衰直流分を含む電力系統の故障電流に対するフェーザの演算方法を図6のフローチャートを用いて説明する。
[2-2. Phaser calculation method]
The phasor calculation method for the fault current of the power system including the attenuated DC component in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

図6のSTEP1では、データのサンプリングを行う。このサンプリングを行うデータは直流減衰成分を含むものであり、1周期をN点でアナログ/デジタル変換手段によりデジタルデータに変換した場合は、以下の数式(5)で表される。

Figure 2011080986
ただし、f:周波数、φ1:初期位相、であり、
B0:直流成分の大きさ、τ:直流成分の減衰時定数である。 In STEP 1 of FIG. 6, data sampling is performed. The data to be sampled includes a DC attenuation component. When one cycle is converted into digital data by the analog / digital conversion means at N points, it is expressed by the following formula (5).
Figure 2011080986
Where f: frequency, φ1: initial phase,
B0: DC component magnitude, τ: DC component decay time constant.

STEP2では、フェーザの演算を行う。数式(5)で表した信号に対してDFT演算(離散フーリエ変換)を行うと、次の数式(6)で表されるフェーザが得られる。

Figure 2011080986
ただし、X1:基本波フェーザ、Ψ:減衰直流成分要素、n:サンプル番号である。 In STEP2, a phasor operation is performed. When a DFT operation (discrete Fourier transform) is performed on the signal represented by Expression (5), a phasor represented by the following Expression (6) is obtained.
Figure 2011080986
However, X1: Fundamental phase phasor, Ψ: Attenuating DC component, n: Sample number.

X(n)は、数式(6)で求めることができるので、減衰直流成分要素Ψを求めることができれば、基本波フェーザX1を求めることができる。この減衰直流成分要素Ψは以下の数式(7)で表すことができる。

Figure 2011080986
Figure 2011080986
ただし、Tsはサンプリング間隔である。 Since X (n) can be obtained by Equation (6), the fundamental phasor X1 can be obtained if the damped DC component element Ψ can be obtained. This damped DC component element Ψ can be expressed by the following formula (7).
Figure 2011080986
Figure 2011080986
However, Ts is a sampling interval.

上記数式(7)(8)で表された減衰直流成分要素ψは、減衰時定数τが既知であれば正しく推定可能であるが、実際の電力系統では系統状態によってτの値はさまざまな値をとる。ここで、数式(7)において、サンプリング間隔をτに比べて十分小さくすれば、Γが1に近似する。Γが1に近似の場合、τは数10ms〜数100ms程度の値となるので、サンプリング間隔は、数1000Hz〜数万Hzとなる。すなわち、例えば5760Hzサンプリングの場合0.17msとなることから、減衰時定数に対して十分に小さいと言える。このような近似した場合の減衰直流分は以下の数式(9)で表される。

Figure 2011080986
The attenuation DC component element ψ expressed by the above formulas (7) and (8) can be correctly estimated if the attenuation time constant τ is known. Take. Here, in Equation (7), if the sampling interval is sufficiently smaller than τ, Γ approximates to 1. When Γ is close to 1, τ has a value of about several tens of milliseconds to several hundreds of milliseconds, so that the sampling interval is several thousand Hz to several tens of thousands Hz. That is, for example, in the case of 5760 Hz sampling, it is 0.17 ms, so it can be said that the attenuation time constant is sufficiently small. The attenuation direct current component in the case of such approximation is expressed by the following formula (9).
Figure 2011080986

この推定された減衰直流分を用いて近似した基本波フェーザX10(n)を表すと以下の数式(10)で表される。

Figure 2011080986
The fundamental phasor X 10 (n) approximated using the estimated damped DC component is represented by the following formula (10).
Figure 2011080986

この近似した基本波フェーザより基本波フェーザを求めると以下の数式(11)で表される。

Figure 2011080986
When the fundamental wave phasor is obtained from the approximated fundamental wave phasor, it is expressed by the following formula (11).
Figure 2011080986

この数式(11)のDe/(De+1)はその誤差であり、Deは以下の数式(12)で表せる。

Figure 2011080986
De / (De +1) in the equation (11) is the error, and De can be expressed by the following equation (12).
Figure 2011080986

したがって、1サンプル前の演算結果を用いることにより、フェーザを求めることができる。   Therefore, the phasor can be obtained by using the calculation result of the previous sample.

[2−3.効果]
このような実施例2の効果としては、1サンプル前の演算結果を用いることにより、フェーザを求めることができる。すなわち、減衰直流成分の減衰時定数が未知の場合でも、少ない計算量で、かつ、短い時間窓幅で、直流減衰成分を含む電圧や電流の実効値を演算することができる。
[2-3. effect]
As an effect of the second embodiment, the phasor can be obtained by using the calculation result of one sample before. That is, even when the attenuation time constant of the damped DC component is unknown, the effective value of the voltage or current including the DC damped component can be calculated with a small amount of calculation and a short time window width.

[3−1.構成]
本実施例は、実施例1と同じ構成であるが、演算器2でのフェーザの演算方法を変更したものである。本実施例では、実施例2におけるフェーザ演算を行う手段を実施例1の手段としたものであり、図7に示すように、図3と図6のフローチャートを組み合わせたものである。すなわち、図7のSTEP1〜3までは、図3のSTEP1〜3と同じであり、図7のSTEP4〜7までは、図6のSTEP3〜6と同じである。
[3-1. Constitution]
The present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but the phasor calculation method in the calculator 2 is changed. In the present embodiment, the means for performing the phasor operation in the second embodiment is the means of the first embodiment, and as shown in FIG. 7, the flowcharts of FIGS. 3 and 6 are combined. That is, STEPs 1-3 in FIG. 7 are the same as STEPs 1-3 in FIG. 3, and STEPs 4-7 in FIG. 7 are the same as STEPs 3-6 in FIG.

[3−2.具体例]
次に、前記のような構成を有する電流フェーザ計測装置の動作について説明する。このような、電流フェーザ計測装置による、計算の一例として、電力系統の故障を模擬した電流波形を考える。
[3-2. Concrete example]
Next, the operation of the current phasor measuring apparatus having the above configuration will be described. As an example of calculation by such a current phasor measuring device, a current waveform simulating a power system failure is considered.

波形のパラメータとして、周波数50Hz故障前の電流波形の振幅30×√2[A]、位相角26[deg]とし、故障後の電流波形の振幅を5000×√2[A]、位相角−45[deg]、直流成分振幅5000[A]、減衰時定数0.063[s]とした。この電流波形に対し、サンプル数を2048、故障発生時刻を0.04[s]とし、窓幅を1/16サイクルとした場合の結果を図6に示す。図8は、図7の0.04秒付近を拡大した図であり、図9は、位相角について求めたものである。   As the waveform parameters, the amplitude of the current waveform before failure at a frequency of 50 Hz is 30 × √2 [A] and the phase angle is 26 [deg], the amplitude of the current waveform after failure is 5000 × √2 [A], and the phase angle is −45. [deg], DC component amplitude 5000 [A], and decay time constant 0.063 [s]. FIG. 6 shows the results when the number of samples is 2048, the failure occurrence time is 0.04 [s], and the window width is 1/16 cycle for this current waveform. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of 0.04 seconds in FIG. 7, and FIG. 9 is obtained for the phase angle.

図8〜10からは、窓幅内の時間では過渡的な振動が生じているが、それ以降の時間では、実効値、位相角ともに短時間で安定した結果が得られることが判る。   8 to 10, it can be seen that transient vibration occurs in the time within the window width, but in the subsequent time, both the effective value and the phase angle are stable in a short time.

[3−3.効果]
このような実施例3の効果としては、実施例1,2と比較して高速かつ短時間の振動後に正確な直流減衰成分を含む電圧や電流の実効値を演算することができる。
[3-3. effect]
As an effect of the third embodiment as described above, it is possible to calculate the effective value of the voltage and current including the direct-current attenuation component after high-speed and short-time vibration as compared with the first and second embodiments.

[4.他の実施例]
各実施例のアナログ/デジタル変換器3では、変流器1により電力系統の交流電流を測定し、その交流電流に基づいてフェーザを計測するが、変流器1を電圧変換器(VT)に置き換えることもできる。電圧変換器(VT)を使用することにより、電力系統の電圧に基づいてフェーザを計測する電圧フェーザ計測装置とすることができる。
[4. Other embodiments]
In the analog / digital converter 3 of each embodiment, the current transformer 1 measures the alternating current of the power system, and measures the phasor based on the alternating current. The current transformer 1 is converted into a voltage converter (VT). It can also be replaced. By using a voltage converter (VT), it can be set as the voltage phasor measuring device which measures a phasor based on the voltage of an electric power grid | system.

また、演算器2においてアナログ/デジタル変換器3を複数備えてもよい。これにより、アナログ/デジタル変換器3を変流器1及び電圧変換器(VT)と接続することにより、電力系統の電圧と電流とに基づいてフェーザを計測するフェーザ計測装置を構成することができる。   Further, the arithmetic unit 2 may include a plurality of analog / digital converters 3. Thus, by connecting the analog / digital converter 3 to the current transformer 1 and the voltage converter (VT), it is possible to configure a phasor measuring device that measures the phasor based on the voltage and current of the power system. .

1 … 変流器(CT)
2 … 演算部
3 … アナログ/デジタル変換器
4 … 一時記憶装置(RAM)
5 … ROM
6 … CPU
7 … 通信ポート
8 … 表示装置
1 ... Current transformer (CT)
2 ... arithmetic unit 3 ... analog / digital converter 4 ... temporary storage (RAM)
5 ... ROM
6 ... CPU
7 ... Communication port 8 ... Display device

Claims (5)

交流電流波形もしくは電圧波形を一定の周期でサンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、
このアナログ/デジタル変換手段によりデジタル信号に変換されたサンプリングデータのうち、交流電流波形もしくは電圧波形の一周期よりも少ないサンプリングデータを用いてフーリエ演算を行い、電流もしくは電圧の実効値を計測するフェーザ演算手段と、
を備えたことを特徴とするフェーザ計測装置。
An analog / digital conversion means for sampling an alternating current waveform or voltage waveform at a constant period and converting it into a digital signal;
Of the sampling data converted into a digital signal by the analog / digital conversion means, the phasor performs the Fourier calculation using the sampling data having less than one cycle of the alternating current waveform or the voltage waveform and measures the effective value of the current or voltage. Computing means;
A phasor measuring device comprising:
前記フェーザ演算手段は、前記デジタル信号に変換されたサンプリングデータを用いて仮想ベクトルを生成する手段と、
実際のサンプリングデータと仮想ベクトルデータを用いてフーリエ演算を行い、電流もしくは電圧の実効値を計測する手段と、
を備えるものであることを特徴とする請求項1に記載のフェーザ計測装置。
The phasor computing means, means for generating a virtual vector using the sampling data converted into the digital signal;
Means for performing a Fourier calculation using actual sampling data and virtual vector data, and measuring an effective value of current or voltage;
The phasor measuring device according to claim 1, comprising:
減衰直流分を含む交流電流波形もしくは電圧波形を一定の周期でサンプリングしてデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換手段と、
このアナログ/デジタル変換手段によりデジタル信号に変換されたサンプリングデータのうち、交流電流波形の一周期よりも少ないサンプリングデータを用いてフーリエ演算を行い、減衰直流分による実効値の誤差を抑制して、短時間に電流の実効値を計測する演算手段と、
を備えたことを特徴とするフェーザ計測装置。
An analog / digital conversion means for sampling an alternating current waveform or a voltage waveform including a damped direct current component at a constant period and converting it into a digital signal;
Among the sampling data converted into a digital signal by this analog / digital conversion means, Fourier calculation is performed using sampling data that is less than one cycle of the AC current waveform, and the error of the effective value due to the attenuated DC component is suppressed, A computing means for measuring the effective value of the current in a short time;
A phasor measuring device comprising:
前記フェーザ演算手段は、前記デジタル信号に変換されたサンプリングデータを用いてフーリエ演算によりフェーザ値を算出する手段と、
このフェーザ値から減衰直流分を推定する手段と、
推定された減衰直流分とサンプリングデータから演算したフェーザ値を用いて基本波分のフェーザ値を求める手段と、
を備えるものであることを特徴とする請求項3に記載のフェーザ計測装置。
The phasor calculating means calculates phasor values by Fourier calculation using the sampling data converted into the digital signal;
Means for estimating the attenuated DC component from this phasor value;
Means for obtaining a phasor value of a fundamental wave using a phasor value calculated from an estimated attenuated DC component and sampling data;
The phasor measuring device according to claim 3, comprising:
請求項1または、請求項2に記載のフェーザ計測装置において、
フェーザ値から減衰直流分を推定する手段と、
推定された減衰直流分とサンプリングデータから演算したフェーザ値を用いて基本波分のフェーザ値を求める演算手段と、
を備えたことを特徴とするフェーザ計測装置。
In the phasor measuring device according to claim 1 or 2,
Means for estimating the attenuated DC component from the phasor value;
An arithmetic means for obtaining a phasor value of a fundamental wave using a phasor value calculated from an estimated attenuated DC component and sampling data;
A phasor measuring device comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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