ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СИНХРОВЕКТОРА В УСТРОЙСТВЕ СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ВЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Р КЛАССА

DOI: 10.47026/1810-1909-2024-2-160-170

УДК 621.311

ББК 31.221

Д.А. ФЕДОТОВ, А.В. БЫЧКОВ, Н.А. ДОНИ, О.В. ДМИТРИЕВ

Ключевые слова

устройство синхронизированных векторных измерений, синхронизированные векторные измерения, цифровая обработка сигналов, фильтр Фурье, ортогональные составляющие

Аннотация

В распределенных системах релейной защиты и автоматики энергосистем предполагается широкое применение устройств синхронизированных векторных измерений Р‑класса. Точность векторных измерений подвержена влиянию изменения частоты сигналов энергосистемы, присутствия кратных гармоник и особенностей электромеханического переходного процесса. Необходимая точность векторного измерения в этих условиях обеспечивается подобающей цифровой обработкой электрических величин. В настоящей работе рассматриваются теоретические и практические вопросы цифровой обработки сигналов в устройстве синхронизированных векторных измерений Р‑класса на основе классического фильтра Фурье.

Целью исследования является получение алгоритма обработки входного сигнала в устройстве синхронизированных векторных измерений Р‑класса на основе классического фильтра Фурье, обеспечивающего необходимую точность измерения.

Материалы и методы. При выполнении работы руководствовались действующим нормативным документом. При выполнении работы были использованы методы имитационного и математического моделирования.

Результаты исследования. Разработан алгоритм обработки входного сигнала для устройства синхронизированных векторных измерений Р‑класса на основе классического фильтра Фурье, обеспечивающий корректное определение синхровектора в статических и динамических режимах.

Полученный алгоритм обработки входного сигнала на основе классического фильтра Фурье представляется возможным использовать при создании устройства синхронизированных векторных измерений Р‑класса. Алгоритм, полученный для обработки входного сигнала в УСВИ Р‑класса, может быть применен и для реализации устройств М‑класса путем усиления фильтрующих свойств.

Выводы. Представлен алгоритм определения векторных значений на основе классического фильтра Фурье. Функционирование алгоритма проверено в статических и динамических режимах при помощи имитационного и математического моделирования и показано его соответствие требованиям к точности, предъявляемым к устройствам синхронизированных векторных измерений Р‑класса. Предложенный алгоритм может быть применен и для устройств М‑класса путем усиления фильтрующих свойств.

Литература

1. Антонов В.И. Адаптивный структурный анализ электрических сигналов: теория и ее приложения в интеллектуальной электроэнергетике. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2018. 334 с.
2. Климов А.А., Немкович А.С., Ермолаев Г.С. Алгоритм синхронизированных векторных измерений для устройств класса P c использованием интерполированного дискретного преобразования Фурье (ДПФ) // Релейщик. 2019. № 1(33). С. 30–31.
3. Климова Т.Г., Ревякин В.А. Возможности применения устройств синхронизированных векторных измерителей в распределительных сетях // Электроэнергия. Передача и распределение. 2020. № 6(63). С. 110–115.
4. Климова Т.Г., Ревякин В.А. Повышение точности и быстродействия алгоритмов при цифровой обработке сигналов в задачах релейной защиты и автоматики // Релейная защита и автоматизация. 2023. № 2(51). С. 20–27.
5. Колосок И.Н., Коркина Е.С., Тихонов А.В. Использование синхронизированных векторных измерений при моделировании устройств FACTS в задаче оценивания состояния ЭЭС // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: в 2 кн. (Ташкент, 23–27 сентября 2019 г.) / отв. ред. Н.И. Воропай. Ташкент: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН, 2019. Кн. 1. С. 228–237.
6. Лебедев А.А., Климова Т.Г., Дубинин Д.М. Идентификация аварийных ситуаций в электроэнергетической системе по данным УСВИ // Релейщик. 2019. № 1(33). С. 10–16.
7. Мокеев А.В. Синтез БИХ‑фильтров на основе спектральных представлений в координатах комплексной частоты // Цифровая обработка сигналов и ее применение DSPA-2009: тез. докл. 11-й Междунар. науч.-техн. конф. М.: РНТОРЭС, 2009. С. 169–172.
8. Мокеев А.В., Пискунов С.А. Повышение эффективности дистанционной защиты линии на основе СВИ в условиях переходных процессов и при учете влияния дуги // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: материалы 94-го заседания Междунар. научного семинара (Алушта, 19–23 сентября 2022 г.) / отв. редактор В.А. Стенников. Иркутск: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского РАН, 2022. С. 485–494.
9. Общие начала теории фильтров ортогональных составляющих / В.И. Антонов, В.А. Наумов, Н.Г. Иванов [и др.] // Релейная защита и автоматизация. 2016. № 1(22). С. 17–26.
10. Основы релейной защиты и автоматики интеллектуальной электрической сети / В.И. Антонов, В.А. Наумов, М.В. Мартынов и др. М.; Вологда: Инфра-Инженерия, 2023. 324 с.
11. Пискунов С.А., Мокеев А.В. Применение синхронизированных векторных измерений для совершенствования дистанционного принципа работы устройств релейной защиты // Современные тенденции развития цифровых систем релейной защиты и автоматики: материалы науч.-техн. конф. молодых специалистов форума «РЕЛАВЭКСПО-2023» (Чебоксары, 18–21 апреля 2023 г.) / Инновационный электротехнический кластер Чувашской Республики, Академия электротехнических наук Чувашской Республики, Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова. Чебоксары, 2023. С. 87–90.

Сведения об авторах

Федотов Дмитрий Алексеевич – аспирант кафедры теоретических основ электротехники и релейной защиты и автоматики, Чувашский государственный университет; инженер отдела систем РЗА, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (fedotov_da@ekra.ru).

Бычков Анатолий Владимирович – кандидат технических наук, руководитель группы отдела систем РЗА, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (bav.xlab@gmail.com; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2674-8626).

Дони Николай Анатольевич – кандидат технических наук, директор по науке, заведующий отделом систем РЗА, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (doni_na@ekra.ru).

Дмитриев Олег Вячеславович – руководитель группы отдела систем РЗА, ООО НПП «ЭКРА», Россия, Чебоксары (dmitriev_ov@ekra.ru).

Формат цитирования

Федотов Д.А., Бычков А.В., Дони Н.А., Дмитриев О.В. Обеспечение точности измерения синхровектора в устройстве синхронизированных векторных измерений Р-класса // Вестник Чувашского университета. – 2024. – № 2. – С. 160–170. DOI: 10.47026/1810-1909-2024-2-160-170.

Загрузить полный текст статьи