AT89C51单片机电力系统频率自适应测量+电路图(3)

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实际应用中可使用一个简单的一阶惯性环节构成低通滤波器，将测频算法的实测频率作为其输入，输出则为所需要的信号的平均瞬时频率，即式中，T为滤波器的时间常数，可取0.O1s到0.02s。当采用这种再处理方法时，实际上不仅去除了实测频率上由于幅值的变化造成的振荡分量，而且同时去除了频率值本身可能带有的快速变化分量，使指所得到的频率分量更能准确地反映系统的功率变化情况【3】。

电力系统(或地区系统)动态频率实际上是指在动态过程中系统(或地区系统)的惯性中心或起主导作用的大容量机组的电频率。由于系统中零序分量不能进入发电机，负序电压或电流引起的脉振力矩不影响发电机的转速。同时由于惯性的作用，发电机电角度和电角速度都不可能发生突变。基于以上认识，我们提出如下的电力系统动态频率定义: 电力系统的全系统动态频率是指由系统不平衡功率的总和作用于系统惯性中心的系统总的等值旋转惯量上所产生的转速增量随时间的变化。地区动态频率是指由该地区不平衡功率的总和作用于该地区惯性中心的地区总的等值旋转惯量上所产生的转速增量随时间的变化【4】。文献综述

2.2 电力系统频率测量释义

电力系统频率测量的实质是信号观测模型的动态参数辨识问题，即利用真实系统物理信号输入，通过一定的信号处理和数值分析过程，实现对预定模型参数的较好估计。从操作对象来看，主要是数字信号处理问题;从测量目标来看，是灰箱辨识问题;而从实现测量所借助的工具来看，是数值算法(软件)和它借以实现的各种模拟、数字装置(硬件)的设计问题。

频率(偏移)测量虽然在算法设计和实现中占据主导地位，但辅助算法在很大程度上决定了其能否预期执行和装置的可靠性，故不能忽视对它的设计。实践表明，获得一个时滞小、去噪能力强，同时又能为后续控制分析提供高精度频率特征的辅助算法并不容易。【1】

2.3 电力系统频率测量方法及存在问题

2.3.1 周期法

原始的周期法也称为过零法（或者零交法）。即通过测量信号波形相继的过零点间的时间宽度来计算信号的频率。该方法物理概念清晰、易于实现，但受非线性和非周期因素的影响，测量精度低。为了提高测量精度，通常是通过测量相邻几个周期的时间长度，得到信号频率的短时平均值。在实际测量过程中，很少单一地应用原始周期算法，对它的改进主要是通过一些数学的方法提高其测量精度和实时性，通过前置滤波环节减少非信号的干扰。典型的算法有水平交（level crossing）算法、高次休整函数法和最小多项式曲线拟合法等。周期法的计算精度主要是以计算量和复杂度为代价，要提高算法的精确度和响应速度（原始周期算法的时延决定于信号的特征而非计算量），在很大程度上丧失了缘由过零法的简明性【1】。

对于稳态信号的频率测量周期法是原理最简单，使用方便的频率测量方法。稳态时测量收到噪声和谐波等影响严重，打多不能满足精度的要求：暂态情况下由于存在大量的高频分量和非周期分量，周期法不能将非线性的信号线性化，将非线性信号模糊为单一函数，测量的结果也不能满足频率测量的需要。