一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法

技术领域

本发明涉及一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法，涉及对三相电压不平衡跌落故障及三相电压相位突变故障检测应用技术领域，具体涉及一种基于零序分量与正序分量正交旋转坐标变换的三相电压不平衡跌落及相位突变故障的检测方法。

背景技术

现代电力电子逆变器器并网运行过程中需要面对复杂多变的公共电网故障工况，具备电网故障穿越的能力。在众多故障工况中，以三相电压不对称跌落故障及相位突变故障最为常见，越来越多标准以这两类故障的穿越能力来衡量电力电子逆变器故障穿越能力，而其中电压不对称跌落故障及相位突变故障的辨识是故障穿越的先决条件，决定了故障穿越的准确性。通常，电压不对称跌落故障及相位突变故障的辨识或通过当前电压采样值与历史当前时刻电压采样值(亦可借助锁相环相位信息，虚拟当前电网压瞬时值)对比，当超过一定阈值，便视为故障发生，以此实时辨识故障；或通过计算电压有效值、借助旋转坐标轴变换方法，辨识电压不对称跌落故障，而该方法无法用于辨识电网电压相位突变故障。

上述方法或对硬件采样要求高，采样噪声常常引发误判停机问题，或有效值计算或坐标变换运算量较大，且存在较大延时。从而使得传统三相电压不对称跌落故障及相位跳变故障辨识方法均存在一定局限性。对于三相电压不对称跌落故障及相位跳变故障的正确辨识，逐渐成为衡量装备可靠性的重要方面，得到行业内各个逆变器厂家及测试机构的认可。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明利用三相到两相静止坐标系变换，得到三相待测电压的两相正交信号及零序信号。由负序分量构建旋转变换坐标，并与所提取的三相待测电压正序分量进行坐标变换矩阵运算，得到表征不平衡跌落故障及相位跳变故障的直流特征值。通过比较直流特征值与设定的特征值阈值，实现不平衡跌落故障及相位跳变故障的辨识。

为实现上述目的，一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法如图1所示，具体包括：三相到两相静止坐标系变换模块1，基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2，故障辨识模块3，本实用发明专利中所述三相到两相静止坐标系变换模块1如图2所示，基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2如图3所示，故障辨识模块3如图4所示。所述三相到两相静止坐标系变换模块1输入三相待检测电压(V

所述三相待检测电压(V

所述三相到两相静止坐标系变换模块1包括三相到两相静止坐标系变换运算，所述三相静止坐标系到两相静止坐标系变换运算可得到三相待检测电压(V

所述基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2包括90°滞后模块21，正序分量提取模块22及基于零序旋转坐标运算模块23，所述两相正交分量(V

所述故障辨识模块3包括特征值比较模块31及组合逻辑模块32，所述特征值V

所述的一种三相不平衡跌落相位突变检测方法，其特征操作步骤如下：

步骤1：将三相待检测电压(V

步骤2：所述两相正交分量(V

后将正序分量

步骤3：将所述直流特征值(V

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：利用三相到两相静止坐标系变换，得到三相待测电压的两相正交信号及零序信号。由负序分量构建旋转变换坐标，并与所提取的三相待测电压正序分量进行坐标变换矩阵运算，得到表征不平衡跌落故障及相位跳变故障的直流特征值。通过比较直流特征值与设定的特征值阈值，实现不平衡跌落故障及相位跳变故障的辨识。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2为三相到两相静止坐标系变换模块1的结构示意图；

图3为基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2的结构示意图；

图4为故障辨识模块3的结构示意图；

图5为A相电压相位15°跳变(持续时间t1～t2)及C相电压跌落80％(持续时间t4～t6)的判别结果及关键信号处理结果仿真波形图；

图6为A相电压相位90°跳变(持续时间t1～t2)及C相电压跌落80％(持续时间t4～t6)的判别结果及关键信号处理结果仿真波形图；

图7为A相电压相位180°跳变(持续时间t1～t2)及C相电压跌落20％(持续时间t4～t6)的判别结果及关键信号处理结果仿真波形图；

附图标记说明：三相到两相静止坐标系变换模块1、基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2、90°滞后模块21、正序分量提取模块22、基于零序旋转坐标运算模块23、故障辨识模块3、特征值比较模块31、组合逻辑模块32。

具体实施方式

参看图1～图7所示，本具体实施方式采用的技术方案是：

实施例一：

一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法如图1所示，包括三相到两相静止坐标系变换模块(1)，基于零序旋转坐标的矩阵运算模块2，故障辨识模块3，本实用发明专利中所述三相到两相静止坐标系变换模块1采用如图2所示计算方法，输入三相待检测电压(V

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

在所述电压正序分量提取方法中，采用如图2所示计算方法，将所述三相待检测电压(V

在所述基于零序旋转坐标的矩阵运算方法中，采用如图3所示计算方法，将所述两相正交分量(V

所述直流特征值(V

实施例三：

一种三相不平衡跌落及相位突变检测方法，采用上述检测算法，进行操作步骤如下：

步骤1：根据图2所示三相到两相静止坐标系变换方法，将所述三相待检测电压(V

步骤2：根据图3所示基于零序旋转坐标的矩阵运算方法，将所述两相正交分量

步骤3：步骤1与步骤2执行完成后，将所述直流特征值(V

步骤4：步骤3执行完成后，t

步骤5：步骤4执行完成后，t

步骤6：步骤5执行完成后，t

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：利用三相到两相静止坐标系变换，得到三相待测电压的两相正交信号及零序信号。由负序分量构建旋转变换坐标，并与所提取的三相待测电压正序分量进行坐标变换矩阵运算，得到表征不平衡跌落故障及相位跳变故障的直流特征值。通过比较直流特征值与设定的特征值阈值，实现不平衡跌落故障及相位跳变故障的辨识。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。