快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202410021320.9(22)申请日 2024.01.08(71)申请人 石家庄科林电气股份有限公司地址 050000 河北省石家庄市鹿泉区红旗大街南降壁路段 申请人 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院中国电力科学研究院有限公司(72)发明人 王欣相中华李志兵牛勃马飞越边亚琳田宇武拴娥焦可清李晓文(74)专利代理机构 河北国维致远知识产权代理有限公司 13137专利代理师 秦敏华(51)Int.Cl.G01R 19/10(2006.01)G01R 19/00(2006.01)H02H 1/0。

2、0(2006.01)(54)发明名称快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置(57)摘要本发明提供快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置，该方法包括：采集电力系统中的故障信号；对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点；对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。本发明提供的快速确定电气量中交流分量的方法相比与目前的交流分量确定方法可以提高得到的交流分量的准确度。权利要求书3。

3、页 说明书14页 附图8页CN 117517755 A2024.02.06CN 117517755 A1.一种快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，包括：采集电力系统中的故障信号；对所述故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个所述原始采样点的电流采样值中均包括交流分量；对所述至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；将所述至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到所述故障信号的交流分量；其中，所述故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。2.如权利要求1所述的快速确定电气量中交流分量的方法。

4、，其特征在于，所述故障交流电流分量确定模型为：；其中，X1和X2为所述故障交流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。3.一种快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，包括：采集电力系统中的故障信号；对所述故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个所述原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；对所述至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；将所述至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，所述故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；基于采样间隔将所述。

5、第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，所述多个第一离散交流分量的数量与所述至少3个连续的原始采样点的数量相同；基于所述至少3个连续的原始采样点的电流采样值和所述多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中，所述故障直流电流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；将所述至少3个连续的原始采样点的电流采样值和所述多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；将所述多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到所述故障交流电流分量确定模型中，得到所述故障信号的第二交流分量。4.如权利要求3所述。

6、的快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，所述将所述至少两个第一差分交流分量带入到所述故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量，包括：将所述至少两个第一差分交流分量带入到所述故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间分量；对所述第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量。权利要求书1/3 页2CN 117517755 A25.如权利要求3所述的快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，所述基于所述至少3个连续的原始采样点的电流采样值和所述多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量，包括：基于所述至少3个连续的原始采样点的电流。

7、采样值和所述多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量；将所述至少3个第一直流分量输入至所述故障直流电流分量确定模型中，以确定所述故障直流电流分量确定模型中的未知量；基于所述故障直流电流分量确定模型和所述采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。6.如权利要求3所述的快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，所述将所述多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到所述故障交流电流分量确定模型中，得到所述故障信号的第二交流分量，包括：将所述多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二差分交流分量；将所述至少两个第二差分交流分量带入到所述故障交流电流分。

8、量确定模型中，得到第二交流分量；对所述第二交流分量进行幅值相位的校正，得到所述故障信号的第二交流分量。7.如权利要求3所述的快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，所述确定方法还包括：对所述第二交流分量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将所述处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量；基于所述至少3个连续的原始采样点的电流采样值和所述多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量；将所述至少3个连续的原始采样点的电流采样值和所述多个第二离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；将所述多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处。

9、理后的结果带入到所述故障交流电流分量确定模型中，得到所述故障信号的第三交流分量。8.如权利要求3至7任一项所述的快速确定电气量中交流分量的方法，其特征在于，所述故障交流电流分量确定模型为：；所述故障直流电流分量确定模型为：；其中，X1、X2、X3、X4为故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。9.一种保护测控安自装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至8任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特。

10、征在权利要求书2/3 页3CN 117517755 A3于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法的步骤。权利要求书3/3 页4CN 117517755 A4快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置技术领域0001本发明涉及电力系统测量技术领域，尤其涉及一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置。背景技术0002随着全球电力市场化和电网区域互联的发展，电网的运行环境日益复杂，其安全稳定运行问题日渐突出，迫切需要提高电网的动态安全监控能力。0003目前，常用的电力系统稳态条件下的测量算法为相量测量算法，当电力系统发生故障时，这类算法无法快速响应。特别是当。

11、电力系统发生短路/接地故障时，故障电流中往往含有衰减的直流分量，传统的测量类相量测量算法则不能克服直流分量的不利影响，给交流分量的计算引入了极大的误差。0004综上，如何快速确定故障电流中的交流分量并同时减少直流分量的影响，成为目前亟需解决的技术问题。发明内容0005本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置，以解决目前的故障电流中交流分量的确定方法存在直流分量的影响，无法快速准确地计算故障电流中交流分量的问题。0006第一方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法，包括：采集电力系统中的故障信号；对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其。

12、中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量；对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：；0007其中，X1和X2为故障交流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。0008第二方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法，包括：采集电力系统中的故障信号；对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个。

13、原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交说明书1/14 页5CN 117517755 A5流分量；将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同；基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中，故障直流电。

14、流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。0009在一种可能的实现方式中，将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量，包括：将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间分量；对第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量。0010在一种可能的实现方式中，基于至少3个连续的原。

15、始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量，包括：基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量；将至少3个第一直流分量输入至故障直流电流分量确定模型中，以确定故障直流电流分量确定模型中的未知量；基于故障直流电流分量确定模型和采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。0011在一种可能的实现方式中，将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量，包括：将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二。

16、差分交流分量；将至少两个第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第二交流分量；对第二交流分量进行幅值相位的校正，得到故障信号的第二交流分量。0012在一种可能的实现方式中，确定方法还包括：对第二交流分量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量；基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量；将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散直流分量进行求差处说明书2/14 页6CN 117517755 A6理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；将多个。

17、去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第三交流分量。0013在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：；0014故障直流电流分量确定模型为：；0015其中，X1、X2、X3、X4为故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型的未知量，为角频率，t为时间常数。0016第三方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置，该装置包括：采集模块，用于采集电力系统中的故障信号；采样模块，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；差分模块，用于对至少3。

18、个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。0017在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：；0018其中，X1和X2为故障交流电流分量确定模型未知量，为角频率，t为时间常数。0019第四方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置，该装置包括：采集模块，用于采集电力系统中的故障信号；采样模块，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点。

19、的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；第一差分模块，用于对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；第一确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；第二确定模块，用于基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同；第三确定模块，用于基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中。

20、，故障直流电流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；第四确定模块，用于将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散说明书3/14 页7CN 117517755 A7直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；第五确定模块，用于将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。0020在一些实施例中，第一确定模块，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间分量；对第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量。0021在一些实施例中，第三。

21、确定模块，用于基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量；将至少3个第一直流分量输入至故障直流电流分量确定模型中，以确定故障直流电流分量确定模型中的未知量；基于故障直流电流分量确定模型和采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。0022在一些实施例中，第五确定模块，用于将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二差分交流分量；将至少两个第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第二交流分量；对第二交流分量进行幅值相位的校正，得到故障信号的第二交流分量。0023在一些实施例中，第五确定模块，用于对第二交流分。

22、量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量；基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量；将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第三交流分量。0024在一些实施例中，故障交流电流分量确定模型为：；0025故障直流电流分量确定模型为：；0026其中，X1、X2、X3、X4为故障交流电流分量确定模型和。

23、故障直流电流分量确定模型中待确定的未知量，为角频率，t为时间常数。0027第五方面，本发明实施例提供了一种保护测控安自装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第二方面或第一方面的任一种或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。0028第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第二方面或第一方面的任一种或第二方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。0029本发明实施例提供一种快速确定电气量中交流分量的方法。

24、及保护测控安自装置，说明书4/14 页8CN 117517755 A8首先，采集电力系统中的故障信号；然后，对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，接着，对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量。最后，将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的交流分量。本发明通过构建故障交流电流分量确定模型，然后只需要将对至少3个采样点进行差分后得到的至少两个第一差分交流分量输入到故障交流电流分量确定模型中，即可计算得到该模型的两个未知量，从而计算得到故障信号中的交流分量。该交流分量相比与目前的直接对故障电流进行差分滤波得到的交流分。

25、量具有更高的准确度，可以减少部分直流分量的影响。附图说明0030为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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。0031图1是本发明实施例提供的故障电流波形图；图2是本发明实施例提供的交流分量波形图；图3是本发明实施例提供的衰减直流分量波形图；图4是本发明实施例提供的衰减直流差分波形图；图5是本发明实施例提供的故障电流差分波形图；图6是本发明实施例提供的交流分量差分波形图；图7是本发明实施例提供的。

26、故障电流与交流分量差分波形对比图；图8是本发明实施例提供的一种快速确定电气量中交流分量的方法的实现流程图；图9是本发明实施例提供的另一种快速确定电气量中交流分量的方法的实现流程图；图10是本发明实施例提供的两个直流分量的波形图；图11是本发明实施例提供的两个直流差分分量的波形图；图12是本发明实施例提供的多个差分图波形对比图；图13是本发明实施例提供的一种快速确定电气量中交流分量的装置的结构示意图；图14是本发明实施例提供的另一种快速确定电气量中交流分量的装置的结构示意图；图15是本发明实施例提供的保护测控安自装置的示意图。具体实施方式0032以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定。

27、系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。说明书5/14 页9CN 117517755 A90033为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。0034目前的故障电流中交流分量的确定方法通常为将原始采样点队列经过差分滤波处理后，即认为得到的交流分量为纯交流分量。但是，在利用差分滤波器进行差分处理后的交流分量中其实还残存有部分直流分量，从而给后续的交流计算引入了误差。

28、。为了更容易理解，以下将结合图进行说明。0035故障电流的波形图通常如图1所示，由交流分量波形图2和衰减直流分量波形图3叠加组成。对图3中的衰减直流分量进行差分处理后如图4所示。对故障电流进行差分处理后如图5所示，从上图可以看出，故障电流差分后依旧存在剩余的直流分量。图6为交流分量差分波形图。0036图7为故障电流与正弦波差分波形对比，通过图7可以看出，用故障电流直接差分滤波后依旧存在误差，通过比较该误差最大可达10%。相比于提高采样频率，减少故障电流中直流分量更具经济性。0037此外，目前确定交流分量常用的方法是全周傅里叶变换需要20毫秒，或半周傅里叶变换需要10毫秒，无法快速确定交流分量。。

29、0038为了解决现有技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置。下面首先对本发明实施例所提供的快速确定电气量中交流分量的方法进行介绍。0039参见图8，其示出了本发明实施例提供的快速确定电气量中交流分量的方法的实现流程图，详述如下：步骤S110、采集电力系统中的故障信号。基于设定的采样间隔Ts实时采集故障信号，其中，采集到的故障信号为故障电流I(t)为：。0040Ipk为电流峰值，I(0)为故障发生时电流的初始值，为故障回路时间常数，为系统角频率，为初始相角，为故障信号发生的相移。0041步骤S120、对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采。

30、样点。0042在确定故障反生后，采样电路经过ADC采样直接采集到的电流值，即没有经过任何处理的电流值为原始采样点。0043每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量。0044为了减少采集的数量，提高处理的速度，可以仅采集3个原始采样点I0、I1和I2。原始采样点中包含交流分量Iac0和直流分量Idc0，交流分量Iac0和直流分量Idc0都是未知数。0045I0=Iac00+Idc00；I1=Iac01+Idc01；I2=Iac02+Idc02。0046步骤S130、对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量。说明书6/14 页10CN 1175177。

31、55 A100047仍以上面的3个原始采样点为例进行说明：对3个原始采样点I0、I1和I2进行差分运算滤去直流分量，得到两个第一差分交流分量。0048Iac11=I1I0；Iac12=I2I1；正如前面介绍的，目前通常是将原始队列经差分滤波处理后，即视为纯交流分量。但是，在利用差分滤波处理后的数据中还是残存着部分直流分量，会给后期的交流计算引入误差。0049步骤S140、将将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的交流分量。0050其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。0051对故障电流I(t)中的交流部分和直流部分分别通过。

32、泰勒级数展开建立故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型。0052其中，故障交流电流分量确定模型为：；0053模型中的X1和X2为故障交流电流分量确定模型的未知量，为角频率，t为时间常数。0054故障直流电流分量确定模型为：；0055模型中的X3和X4为故障直流电流分量确定模型的未知量。0056这两个模型中的未知数的含义如下：；0057在交流故障分析中，通过主要考虑的是交流分量的幅值和相位。但是，在求解交流分量并提高精度的过程中，直流分量也同时需要求得结果。0058本发明相对于常规的使用全周傅里叶变换需要20毫秒，或半周傅里叶变换需要10毫秒的确定方法，只需要3个采样点就可以快速确定。

33、。0059在计算故障交流电流分量确定模型中的两个未知数X1和X2时，可以将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流分量确定模型中，由于故障已经发生，因此t和为确定值，即可首先确定出两个未知数X1和X2的值。在确定X1和X2后，故障电流的交流分量就为确定值。0060本发明提供的快速确定电气量中交流分量的方法及保护测控安自装置，首先，采集电力系统中的故障信号；然后，对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，接说明书7/14 页11CN 117517755 A11着，对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量。最后，将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流。

34、电流分量确定模型中，得到故障信号的交流分量。本发明只需要将对至少3个采样点进行差分后得到的至少两个第一差分交流分量输入到故障交流电流分量确定模型中即可得到故障信号中的交流分量。该交流分量相比与目前的直接对故障电流进行差分滤波得到的交流分量具有更高的准确度，可以减少部分直流分量的影响。0061此外，采用本发明第一方面提供的种快速确定电气量中交流分量的方法相比与直接对交流队列进行差分滤波处理得到的交流分量的准确度有了一定的提升。但是，采用第一发明提供的方法得到的交流分量与实际的交流分量之间也是存在着一定的误差，采用经过泰勒级数展开后只保留了前两项得到的故障交流电流分量确定模型，由该模型得到的结果与。

35、实际的交流值之间也存在一定的误差。因此，需要更进一步地降低直流分量的影响。将交流分量和直流分量分别建模，分离计算，采用至少3个原始采样点即可求解，且窗口断速度快。0062第二方面，本发明实施例提供了另一种快速确定电气量中交流分量的方法，下面对本发明实施例所提供的快速确定电气量中交流分量的方法进行介绍。0063参见图9，其示出了本发明实施例提供的快速确定电气量中交流分量的方法的实现流程图，详述如下：步骤S210、采集电力系统中的故障信号。0064基于设定的采样间隔Ts实时采集故障信号，其中，采集到的故障信号为故障电流I(t)为：。0065Ipk为电流峰值，I(0)为故障发生时电流的初始值，为故障。

36、回路时间常数，为系统角频率，为初始相角，为故障信号发生的相移。0066步骤S220、对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点。0067在确定故障反生后，采样电路经过ADC采样直接采集到的电流值，即没有经过任何处理的电流值为原始采样点。0068每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量。0069为了减少采集的数量，提高处理的速度，可以采集3个原始采样点I0、I1和I2。原始采样点中包含交流分量Iac0和直流分量Idc0，交流分量Iac0和直流分量Idc0都是未知数。0070I0=Iac00+Idc00；I1=Iac01+Idc01；I2=Iac02+Idc02。0071步骤S2。

37、30、对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量。0072仍以上面的3个原始采样点为例进行说明：对3个原始采样点I0、I1和I2进行差分运算滤去直流分量，得到两个第一差分交流分量。说明书8/14 页12CN 117517755 A120073Iac11=I1I0；Iac12=I2I1；正如前面介绍的，目前通常是将原始队列经差分滤波处理后，即视为纯交流分量。但是，在利用差分滤波处理后的数据中还是残存着部分直流分量，会给后期的交流计算引入误差。因此，还需要进一步去除直流分量。0074步骤S240、将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一。

38、交流分量。0075故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。0076对故障电流I(t)中的交流部分和直流部分分别通过泰勒级数展开建立故障交流电流分量确定模型和故障直流电流分量确定模型。0077其中，故障交流电流分量确定模型为：；0078模型中的X1和X2均为未知量，为角频率，t为时间常数。0079故障直流电流分量确定模型为：；0080模型中的X3和X4均为未知量。0081这两个模型中的未知数的含义如下：。0082将Iac11和Iac12两个点带入到故障交流电流分量确定模型中，求解得到第一交流中间分量Iac1。0083由于故障反生的时间t和为确定值，即可首先确定出两个。

39、未知数X1和X2的值。在确定X1和X2后，故障电流的第一交流中间分量。0084在对故障电流进行差分滤波后，基波电流和幅值均发生了变化，变化了2sin(/N)，相位超前原有基波电流(/2)(2/N)。因此，需要对差分后得到的第一交流中间分量Iac1的幅值和相位进行校正。对第一交流中间分量进行幅值相位的校正，得到校正后的第一交流分量Iac1。0085步骤S250、基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量。0086其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同。0087根据采样间隔将第一交流分量Iac1 离散化得Iac1 0、Iac1 1、Iac1 2。0088由。

40、于原始采样点中的I0、I1和I2所含直流为衰减直流，因此经过差分滤波处理后计算得到的Iac1 也含有一定的误差。需要进一步去除其直流分量。0089步骤S260、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量。说明书9/14 页13CN 117517755 A130090在一些实施例中，为了确定第一离散直流分量，可以采用以下步骤：步骤S2601、基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，得到至少3个第一直流分量。0091Idc10=I0Iac1 0；Idc11=I1Iac1 1；Idc12=。

41、I2Iac1 2。0092步骤S2602、将至少3个第一直流分量输入至故障直流电流分量确定模型中，以确定故障直流电流分量确定模型中的未知量。0093将(Idc10、Idc11)、(Idc11、Idc12)分别带入故障直流电流分量确定模型中，可以得到两组值，分别取平均即可得到X3、X4，并解得。0094步骤S2603、基于故障直流电流分量确定模型和采样间隔，确定至少3个第一离散直流分量。0095根据采样间隔及公式，得到离散化的至少3个第一离散直流分量Idc1 0、Idc1 1、Idc1 2。0096第一交流分量Iac1 与Iac0的误差为同频纯交流量。该同频纯交流量包含了第一直流分量Idc1。在。

42、本步骤中通过在离散化的过程中使用了指数函数，使得第一离散直流分量Idc1 为纯衰减直流分量。0097步骤S270、将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量。0098Iac20=I0Idc1 0；Iac21=I1Idc1 1；Iac22=I2Idc1 2；将I0=Iac00+Idc00；I1=Iac01+Idc01；I2=Iac02+Idc02带入到上面的式子中后得到：Iac2=Iac0+Idc0Idc1，可以看出Iac2中只包含一个直流分量的误差为(Idc0Idc1)，该直流分量比原始直流量Idc0已减小。0099如图10和。

43、11所示，两个直流分量Idc0与(Idc0Idc1)可以看出其误差明显变小。0100步骤S280、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。0101从S270中可以看出，其直流分量的误差明显比原始直流分量误差减小，因此，对Iac2再次进行差分后的误差比Iac1也已减小。0102具体的过程如下：步骤S2801、将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后，得到差分后的至少两个第二差分交流分量。0103即将Iac20、Iac21和Iac22进行差分处理后，得到至少两个第二差分交流分量。和步骤S230的方法相同，此处不再赘述。。

44、0104步骤S2802、将至少两个第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，说明书10/14 页14CN 117517755 A14得到第二交流分量。0105将第二差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第二交流分量的过程与步骤S240相同，此处也不再赘述。0106步骤S2803、对第二交流分量进行幅值相位的校正，得到故障信号的第二交流分量。0107第二交流分量为Iac2。0108幅值相位的校正的过程在步骤S240中也有明确地介绍，此处也不再赘述。0109图12中的纯交流量Iac0差分后为“正弦差分”波形，原始波形差分后Iac1为“故障电流差分”波形；减去直流分量后Iac2再。

45、进行差分为“故障电流减直流分量DC0差分”波形。可以看出Iac2 的误差更小。0110在一些实施例中，为了进一步降低直流分量的误差，可以继续对得到的对第二交流分量进行幅值相位的校正处理后，基于采样间隔将处理后的第二交流分量离散化为多个第二离散交流分量。然后，基于至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第二离散直流分量。接着，将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第二离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量。最后，将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故。

46、障信号的第三交流分量。0111本发明提供的快速确定电气量中交流分量的方法，将交流分量和直流分量分别建模，分离计算，采用至少3个原始采样点即可求解，且窗口断速度快。0112通过粗算直流分量后并滤除，在进一步通过差分滤除，可以提高交流分量的精度。此外，还可以通过反复迭代不断提高交流分量的精度。0113应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。0114基于上述实施例提供的快速确定电气量中交流分量的方法，相应地，本发明还提供了应用于该快速确定电气量中交流分量的方法的快速确定电气量中交流分量的确定。

47、装置的具体实现方式。请参见以下实施例。0115第三方面，图13示出了本发明实施例提供的快速确定电气量中交流分量的装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：如图13所示，提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置1300，该装置包括：采集模块1310，用于采集电力系统中的故障信号；采样模块1320，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量；差分模块1330，用于对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；确定模块1340，用于将至少两个第一差分交流分量输入至故障交流电流。

48、分量确定模型中，得到故障信号的第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的。0116在一种可能的实现方式中，故障交流电流分量确定模型为：说明书11/14 页15CN 117517755 A15；0117其中，X1和X2为故障交流电流分量确定模型未知量，为角频率，t为时间常数。0118第四方面，图14示出了本发明实施例提供的另一种快速确定电气量中交流分量的装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：如图14所示，提供了一种快速确定电气量中交流分量的装置1400，该装置包括：采集模块1410，用于采集电力系统中的故障信号；。

49、采样模块1420，用于对故障信号进行采样，得到至少3个连续的原始采样点，其中，每个原始采样点的电流采样值中均包括交流分量和直流分量；第一差分模块1430，用于对至少3个连续的原始采样点进行差分运算，得到差分后的至少两个第一差分交流分量；第一确定模块1440，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流分量；其中，故障交流电流分量确定模型是基于将故障电流的交流分量进行泰勒展开得到的；第二确定模块1450，用于基于采样间隔将第一交流分量离散化为多个第一离散交流分量；其中，多个第一离散交流分量的数量与至少3个连续的原始采样点的数量相同；第三确定模块1460，用于基于至。

50、少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散交流分量的差值，以及故障直流电流分量确定模型，确定多个第一离散直流分量；其中，故障直流电流分量确定模型是基于将故障电流的直流分量进行泰勒展开得到的；第四确定模块1470，用于将至少3个连续的原始采样点的电流采样值和多个第一离散直流分量进行求差处理后，得到多个去除离散直流分量的交流分量；第五确定模块1480，用于将多个去除离散直流分量的交流分量进行差分处理后的结果带入到故障交流电流分量确定模型中，得到故障信号的第二交流分量。0119在一些实施例中，第一确定模块1440，用于将至少两个第一差分交流分量带入到故障交流电流分量确定模型中，得到第一交流中间。