[发明专利]一种谐波和间谐波参数的检测方法

说明书

技术领域

本专利涉及一种电力系统电压和电流的谐波、间谐波参数检测方法。

背景技术

根据IEC相关标准及我国国家标准，通常所说的谐波定义为工频整数倍的频谱分量，介于各次谐波之间的分量，即频率为工频非整数倍的分量称为间谐波或分数次谐波。谐波、间谐波使电能的生产、传输和使用的效率降低，电容器等电气设备发生故障或烧毁，继电保护和自动装置不准确动作等等。随着大容量非线性电气设备的增加，电网中谐波和间谐波污染日益严重，必须加以有效抑制。

谐波、间谐波参数检测是电能质量评估的重要内容和谐波治理的依据。电力系统谐波测量的经典方法是传统的傅立叶变换法。但是，在间谐波存在时，一般不能实现同步采样，频谱泄漏和栅栏效应导致传统傅立叶算法的检测误差十分严重。加窗插值及频谱校正等相应的改进方法在某种程度上能减小测量误差，但以较长的测量时间和较大的计算量为代价；同时需构造窗函数，使分析变得复杂。另外，小波变换、现代谱估计、人工智能等方法也被用于分析电力谐波和间谐波，但它们实时性较差。基于瞬时无功功率理论的检测方法实时性好，但不适合于定量检测各次谐波和各间谐波分量参数。

因此，检测精度高、实时性好的谐波、间谐波参数定量检测方法极具工程实用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有的谐波、间谐波参数检测方法的不足，提供一种谐波和间谐波参数的检测方法，该方法在谐波、间谐波同时存在的情况下，能较快速和较精确地检测谐波、间谐波频率、幅值、相位角等参数。

本发明的技术解决方案如下：

一种谐波和间谐波参数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对电压信号u进行数字采样，得采样序列：

u(k)＝u(k·T_s)    k＝0，1，2，…；

对采样序列进行数学变换，得到新序列u₁和u₂：

u1(k)=u(k)cos(kgωTs)u2(k)=u(k)sin(kgωTs),k=0,1,2,···;]]>

其中ω为基波角频率，g＝1，2，3，…；

2)采用低通滤波器对u₁和u₂进行低通滤波，提取直流分量u₁、u₂，然后按公式

k＝0，1，2，…，计算基波和各次谐波的

电压有效值U_g和初相角g次谐波的频率为g倍基波频率；

3)令g＝1，2，3，…，按下式重构g次谐波：

u_g(k)＝2u₁(k)cos(kgωT_s)+2u₂(k)sin(kgωT_s)    k＝0，1，2，…；

再从原电压信号u中减去基波和各次谐波分量，得到只含各间谐波的电压信号；