电网频率的计算方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及计算电网频率的技术领域，尤其涉及一种电网频率的计算方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.频率是电能质量的重要指标之一，是反映电力系统运行状态的重要参数。一般情况下，系统频率反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态，它将随负荷波动在小范围内缓慢变化。在稳定的运行状态，发电机输出功率与系统负荷及损耗维持平衡，电力系统频率为标称值。如果大容量负荷或发电机的投切以及控制设备的不完善都可能导致频率偏移，由此给电力系统的稳定运行和用户设备的正常工作带来影响。
3.当发电和用户不平衡，用电功率超过发电机的负载能力而造成电网低频运行时，因为电源与负荷在低频率下重新平衡很不牢固，也就是说稳定性很差，容易造成电网瓦解，会严重威胁电网的安全运行；频率降低，发电机和电动机转速下降，使发电机端电压和电动机出力下降，从而影响用户产品的质量和产量，致使工业用户废品率增加，原材料和能源的消耗也随之增加，甚至可能导致发电设备和电动机的烧毁及其他设备的损坏；对频率有严格要求的自动化设备往往会出现误动:引起电钟不准，电气测量仪器误差增大，安全自动装置及继电保护误动作等。
4.电力系统高频运行是指系统电源出力高于负荷标称频率下消耗的一种异常工况,这种工况绝大部分是电源机组由于各种原因突然甩去大量负荷而引起的，当电网出现高频时，也同样会对电力系统和用户产生重大危害，尤其在安全方面更为严重。
5.频率反应了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。电力系统运行频率偏离额定值过多，会给电力用户、电力发电厂带来不利影响。频率测量的准确性快速性关系到电网频率控制，所以频率测量的准确性和快速性是电网频率控制的关键指标。
6.因此，为了提高电网频率的计算效率，解决目前存在的电网频率的计算方法效率低下的技术问题，亟需构建一种电网频率的计算方法。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种电网频率的计算方法、装置、电子设备及存储介质，解决了目前存在的现有的电网频率的计算方法效率低下的技术问题。
8.第一方面，本发明提供了一种电网频率的计算方法，包括：
9.获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期；所述第一测量周期大于所述第二测量周期；
10.计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果；
11.根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频
率信号数据；
12.基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果。
13.可选地，获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期，包括：
14.通过高精度慢速测量方法，获取所述电网频率的第一测量周期；
15.通过低精度快速测量方法，获取所述电网频率的第二测量周期。
16.可选地，所述预设的动态频率信号计算模型包括第一动态频率信号计算模型和第二动态频率信号计算模型；根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据，包括：
17.当所述第一频率测量结果的数值大于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差输入到所述第一动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
18.当所述第一频率测量结果的数值小于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差和所述第二频率测量误差输入到所述第二动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据。
19.可选地，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果，包括：
20.基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，设置频率动态标记；
21.基于所述频率动态标记，确定所述电网的频率测量方法和所述频率测量方法对应的频率测量结果。
22.第二方面，本发明提供了一种电网频率的计算装置，包括：
23.获取模块，用于获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期；所述第一测量周期大于所述第二测量周期；
24.误差模块，用于计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果；
25.动态模块，用于根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
26.结果模块，用于基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果。
27.可选地，所述获取模块包括：
28.高精子模块，用于通过高精度慢速测量方法，获取所述电网频率的第一测量周期；
29.低精子模块，用于通过低精度快速测量方法，获取所述电网频率的第二测量周期。
30.可选地，所述预设的动态频率信号计算模型包括第一动态频率信号计算模型和第二动态频率信号计算模型；所述动态模块包括：
31.第一计算子模块，用于当所述第一频率测量结果的数值大于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差输入到所述第一动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
32.第二计算子模块，用于当所述第一频率测量结果的数值小于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差和所述第二频率测量误差输入到所述第二动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据。
33.可选地，所述结果模块包括：
34.标记子模块，用于基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，设置频率动态标记；
35.确定子模块，用于基于所述频率动态标记，确定所述电网的频率测量方法和所述频率测量方法对应的频率测量结果。
36.第三方面，本技术提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
37.第四方面，本技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
38.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明提供了一种电网频率的计算方法，通过获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期，所述第一测量周期大于所述第二测量周期，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果，根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果，通过一种电网频率的计算方法，解决了目前存在的现有的电网频率的计算方法效率低下的技术问题，提高电网频率的计算效率。
附图说明
39.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它的附图。
40.图1为本发明的一种电网频率的计算方法实施例一的流程步骤图；
41.图2为本发明的一种电网频率的计算方法实施例二的流程步骤图；
42.图3为本发明的一种电网频率的计算方法中等精度测频方法的原理波形图；
43.图4为本发明的一种电网频率的计算方法中等精度测频方法的原理示意图；
44.图5为本发明的一种电网频率的计算装置实施例的结构框图。
具体实施方式
45.本发明实施例提供了一种电网频率的计算方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决目前存在的现有的电网频率的计算方法效率低下的技术问题。
46.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例一，请参阅图1，图1为本发明的一种电网频率的计算方法实施例一的流程步骤图，包括：
48.步骤s101，获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期；所述第一测量周期大于所述第二测量周期；
49.步骤s102，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果；
50.步骤s103，根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
51.步骤s104，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果。
52.在本发明实施例所提供的一种电网频率的计算方法，通过获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期，所述第一测量周期大于所述第二测量周期，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果，根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果，通过一种电网频率的计算方法，解决了目前存在的现有的电网频率的计算方法效率低下的技术问题，提高电网频率的计算效率。
53.实施例二，请参阅图2，图2为本发明的一种电网频率的计算方法的流程步骤图，包括：
54.步骤s201，通过高精度慢速测量方法，获取电网频率的第一测量周期；
55.步骤s202，通过低精度快速测量方法，获取所述电网频率的第二测量周期；
56.步骤s203，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果；
57.在本发明实施例中，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差d1和第一频率测量结果sc1，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差d2和第二频率测量结果sc2。
58.在具体实现中，请参阅图3，图3为本发明的一种电网频率的计算方法中等精度测
频方法的原理波形图；其中，301为预置闸门，302为实际闸门，303为标准频率信号，304为被测信号。
59.请参阅图4，图4为本发明的一种电网频率的计算方法中等精度测频方法的原理示意图；其中，401为预置门控信号，402为清零信号，403为d触发器，303为标准频率信号，304为被测信号，cnt1和cnt2是两个可控计数器。
60.等精度测频方法是在直接测频方法的基础上发展起来的。如图3所示，它的闸门时间不是固定的值，而是被测信号周期的整数倍，即与被测信号同步，其实现方式可用图4来说明。图4中，预置门控信号是为一次预置门时间的一个脉冲，可控计数器cnt1和可控计数器cnt2是两个可控计数器。标准频率信号303从可控计数器cnt1的时钟输入端clk输入，其频率为fs。经整形后的被测信号304(频率为f
x
)从可控计数器cnt2的时钟输入端clk输入，当预置门信号为高电平(预置时间开始)时，被测信号304的上升沿通过d触发器403的q端同时启动可控计数器cnt1和可控计数器cnt2计数。可控计数器cnt1和可控计数器cnt2分别对被测信号304(频率为f
x
)和标准频率信号303(频率为fs)同时记数。同样，当预置门信号为低电平(预置时间结束)时，随后而至的被测信号304的上升沿通过d触发器403的输出端，同时关闭计数器的计数。设在一次预置门时间中计数器对被测信号304的计数值为n
x
，对标准信号的计数值为ns。则下式成立：
[0061][0062]
由此可推得：
[0063][0064]
其中，f
x
为频率测量误差，fs为标准频率信号，n
x
为在一次预置门时间中计数器对被测信号的计数值，ns为在一次预置门时间中计数器对标准信号的计数值。
[0065]
而等精度测量法的标准信号计数值ns存在
±
1的误差。
[0066]
根据公式ns误差
±
1，则f
x
误差为fs×nx
/(n
s-1)～fs×nx
/(ns 1)；
[0067]nx
越大，则ns越大，则ns±
1带来的误差越小。对于电网频率50hz左右频率信号的测量，fs一定的情况下，n
x
＝5个周期，相比于n
x
＝50个周期，测量时间更短，测量误差要大。
[0068]
测量时间和测量误差不可兼得，本发明提出的方法综合了频率测量高精度慢速响应、低精度快速响应两种测量结果，进行综合计算，输出能够得到高精度快速响应频率测量结果，在频率动态区间，能够快速响应，其测量精度有所下降；在频率稳态区间，输出高精度测量结果。
[0069]
步骤s204，当所述第一频率测量结果的数值大于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差输入到所述第一动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
[0070]
在本发明实施例中，当所述第一频率测量结果的数值大于所述第二频率测量结果的数值时，基于所述第一动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据。
[0071]
所述所述第一动态频率信号计算模型具体为：
[0072]
sj3＝sc
2-(d1 d2)；
[0073]
其中，sj3为电网的动态频率信号，sc2为第二频率测量结果，d1为第一频率测量误差，d2为第二频率测量误差。
[0074]
步骤s205，当所述第一频率测量结果的数值小于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差和所述第二频率测量误差输入到所述第二动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
[0075]
在本发明实施例中，当所述第一频率测量结果的数值小于所述第二频率测量结果的数值时，基于所述第二动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据。
[0076]
所述所述第二动态频率信号计算模型具体为：
[0077]
sj3＝sc1 (d1 d2)；
[0078]
其中，sj3为电网的动态频率信号，sc1为第一频率测量结果，d1为第一频率测量误差，d2为第二频率测量误差。
[0079]
步骤s206，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，设置频率动态标记；
[0080]
在本发明实施例中，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，设置频率动态标记。
[0081]
在具体实现中，当第一测量周期与第二测量周期的差的绝对值大于第一频率测量误差与第二频率测量误差的和时，则把频率动态标记设置为1。
[0082]
当第一测量周期与动态频率信号数据的差的绝对值小于第一频率测量误差时，则把频率动态标记设置为1。
[0083]
若动态频率信号数据、所述第一频率测量结果、第一频率测量误差、第二频率测量结果和第二频率测量误差之间的关系不满足以上两种情况，则把频率动态标记设置为0。
[0084]
步骤s207，基于所述频率动态标记，确定所述电网的频率测量方法和所述频率测量方法对应的频率测量结果。
[0085]
在本发明实施例中，基于所述频率动态标记，确定所述电网的频率测量方法和所述频率测量方法对应的频率测量结果。
[0086]
在具体实现中，当频率动态标记设置为1时，确定选择低精度快速测量方法，进行电网频率测量，确定第一频率测量结果为频率测量结果；当频率动态标记设置为0时，确定选择高精度慢速测量方法，进行电网频率测量，确定第二频率测量结果为频率测量结果。
[0087]
在本发明实施例所提供的一种电网频率的计算方法，通过获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期，所述第一测量周期大于所述第二测量周期，计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果，根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据，基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果，通过一种电网频率的计算方法，解决了目前存在的现有的电网频率的计算方法效率低下的技术问题，提高电网频率的计算效率。
[0088]
请参阅图5，图5为本发明的一种电网频率的计算装置实施例的结构框图，包括：
[0089]
获取模块501，用于获取电网频率的第一测量周期和第二测量周期；所述第一测量周期大于所述第二测量周期；
[0090]
误差模块502，用于计算所述第一测量周期对应的第一频率测量误差和第一频率测量结果，以及所述第二测量周期对应的第二频率测量误差和第二频率测量结果；
[0091]
动态模块503，用于根据所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，结合预设的动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
[0092]
结果模块504，用于基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，确定所述电网的频率测量结果。
[0093]
在一个可选实施例中，所述获取模块501包括：
[0094]
高精子模块，用于通过高精度慢速测量方法，获取所述电网频率的第一测量周期；
[0095]
低精子模块，用于通过低精度快速测量方法，获取所述电网频率的第二测量周期。
[0096]
在一个可选实施例中，所述预设的动态频率信号计算模型包括第一动态频率信号计算模型和第二动态频率信号计算模型；所述动态模块503包括：
[0097]
第一计算子模块，用于当所述第一频率测量结果的数值大于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差输入到所述第一动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据；
[0098]
第二计算子模块，用于当所述第一频率测量结果的数值小于所述第二频率测量结果的数值时，将所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差和所述第二频率测量误差输入到所述第二动态频率信号计算模型，计算得到所述电网的动态频率信号数据。
[0099]
在一个可选实施例中，所述结果模块504包括：
[0100]
标记子模块，用于基于所述动态频率信号数据，结合所述第一频率测量结果、所述第一频率测量误差、所述第二频率测量结果和所述第二频率测量误差，设置频率动态标记；
[0101]
确定子模块，用于基于所述频率动态标记，确定所述电网的频率测量方法和所述频率测量方法对应的频率测量结果。
[0102]
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述任一实施例所述的电网频率的计算方法的步骤。
[0103]
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述任一实施例所述的电网频率的计算方法。
[0104]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0105]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，本发明所揭露的方法、装置、电子设备及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，
装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0106]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0107]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0108]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0109]
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。