[发明专利]一种谐波电能的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐波电能的检测方法。

背景技术

随着城市轨道交通、高铁、变频控制技术发展和广泛应用，电网负载的非线性因素越来越高。非线性负载会产生大量的谐波并注入电网，使得电力系统中的电压和电流波形产生严重畸变，不仅对供电系统造成污染，对供电设备构成危害，而且产生谐波的非线性用户将其吸收的一部分基波电能转化为谐波电能，造成供电企业线损增加，电力营运企业非经营性成本增加。为此有必要研究谐波影响下的电能计量方式，以确保电能计量准确，保障电力营运企业的经营成本。

电能表目前的电能计量是电力系统收费的依据。目前安装使用的电能表一般为全电子式电能表，其主要功能是计量基波电度量。在电网中无论谐波流向如何，当谐波负载流向电网时，实际是负载将电网中的基波经过滤波后，形成的谐波电流反送回电网。全电子式电能表将负载消耗的基波的有功电能和谐波源向电网返送的谐波有功电能进行代数相加，使得记录的能量比负载消耗的基波有功电量还要小，这是全电子式电量表计量原理上的不足之处。另外一种采用的普通电能表是靠电磁感应来产生转动力矩的，用转盘所转的圈数来计量的，计量精度较低但是成本也低。

现有研究表明，对同一计量点，在谐波超过国标规定时，采用相同准确级别的全电子式电能表和普通电能表，计量电能量是有较大差别的；对大功率变流设备、电弧炉等产生高次谐波的电力负载用户，为了只记录负荷消耗的基波有功电能，用普通电磁式电能表比用同准确级别的全电子式电能表更合理。但是，无论电磁式电能表还是全电子式电能表，在谐波工况下的计量误差均较大。目前具有计量谐波分量电能的多功能电度表是对谐波较大用户能精确计量的最佳选择，但该计量表成本高、价格贵，不宜普及。只有当检测到用户的谐波量已经影响到计量状况，并且在安装该具有计量谐波分量电能的多功能电度表获得的效益高于它的成本时，才应当选用该多功能电度表进行计量。

非线性用户作为谐波源，发出谐波功率，不仅对电网造成危害，同时还少交了电费。因此，对供电企业来说，什么时候选用最合适的电能表计量电量，是一个需要解决的问题。以往在检测谐波时，只对电压总谐波畸变率、各次谐波电压含有率以及各次谐波电流允许值进行分析，忽略了对谐波电能的研究，所以难以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于从谐波电度量角度出发，通过对各次谐波电度量及各次谐波总电量来分析用户谐波电量。提供一种现有谐波测量技术中对电压总谐波畸变率、各次谐波电压含有率以及各次谐波电流允许值来判断谐波是否合理的补充检测方法。不仅能进行谐波分析和谐波功率的运算，还能通过计算1-64次各谐波电度量得到谐波电量和，对分析线损有着重大的意义。

实现上述目的的技术方案是：

一种谐波电能的检测方法，检测谐波并获得谐波波形和谐波功率，所述检测方法还通过计算1-64次各谐波电度量获得谐波电量和。

上述的谐波电能的检测方法，其中，所述检测方法通过计算1-64次各谐波电度量获得谐波电量和，步骤如下：

A，将在采样点获得的采样进行滤波；

B，对滤波后的采样进行FFT运算；

C，根据得到的FFT运算的结果进行电能量运算；

D，根据得到的电能量运算的结果，通过计算得到1-64次各谐波电度量；

E，根据1-64次各谐波电度量，计算并获得谐波电量和。

上述的谐波电能的检测方法，其中，所述的采样是指电压总谐波畸变率、各次谐波电压含有率以及各次谐波电流允许值。

上述的谐波电能的检测方法，其中，所述检测方法具体包括下列步骤：

步骤S0，开始步骤，进行实时参数检测；

步骤S1，打开数据读取中断，准备进行数据采集；

步骤S2，进行一轮的数据采集，并等待数据采集完毕，在等待的过程中不读取采样点新的采样；以数据采集结束标志为等待结束标志；

步骤S3，根据是否等到数据采集结束标志，来判断数据是否采集结束，若是，则进入步骤S4；否则，返回步骤S3；

步骤S4，开始新一轮数据采集，读取采样点N采样，N为正整数，并将该N采样按序列分组；

步骤S5，判断是否进行谐波分析，若是，进入步骤S51；若否，进入步骤S6；

步骤S51，对分组后的N采样进行滤波处理；

步骤S52，对滤波后的N采样进行FFT运算；

步骤S53，根据步骤S52的运算结果显示波形，并进入步骤S8；

步骤S6，判断是否计算谐波功率，若计算，进入步骤S61；否则进入步骤S7；