[发明专利]一种电力系统谐波检测方法

说明书

本发明公开了一种电力系统谐波检测方法,在五层db40小波包变换的基础上，利用希尔伯特变换做移频运算，将各次谐波分量转移到精度较高的边频带进行小波包分解并重构信号，实现了各次谐波的高精度检测；包括如下步骤：S01、利用希尔伯特变换将原信号的各个频率分类均移动至25～75Hz频段；S02、分别对移频后的各分量进行小波包分解并重构；S03、将重构得到的各次分量分别移频还原至其原始频段；S04、根据记录的波形数据得到谐波检测结果；本发明提供的这种方法消除了中间频段小波滤波器混叠对检测精度造成的不利影响，具有高分辨率时频分析能力，能有效定位暂态干扰，检测精度高且实时性好，适用于谐波检测的各类场合。

技术领域

本发明属于电力系统信号处理领域，更具体地，涉及一种电力系统谐波检测方法。

背景技术

随着电网系统愈加复杂，日渐开放的分布式电源并网策略和多样化非线性设备的使用，都给电网的稳定性工作带来一系列的问题。谐波是典型的电能质量问题之一。谐波的存在不仅可能导致接入电网的器件无法正常工作，还会严重影响电能的质量，给电力企业及社会带来巨大的经济损失。谐波的精确检测，不仅可以减少电能计量误差，还可以为谐波治理提供准确的参考数据，以供研究针对性的治理方案，来应对电力系统谐波污染问题，保证电网的安全稳定运行。

小波包变换(WPT)在时域与频域具有双重定域能力和多分辨率分析能力，常作为电力系统非平稳畸变谐波分析的工具，可以比较准确地提取复杂信号和时变信号的特征。相对小波变换，WPT提供了一种更为精细的分解方式，它不仅对信号的低频段进行分解，还对高频段也进行相同尺度的分解，提高了信号分析的分辨率，为信号的分析提供了更多的信号特征。

虽然小波包变换解决了时域、频域分析及高频段下的分辨率问题，但小波包变换所采用小波滤波器在信号分析中几乎都存在混叠现象，并由此导致精度低、鲁棒性差；现阶段处理混叠现象的方法主要是从算法步骤上进行改进，牺牲了算法的简便性和时效性以取得所需的检测效果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电力系统谐波检测方法，其目的在于提高电力系统谐波检测的精度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电力系统谐波检测方法，包括如下步骤：

S01、通过对离散的电力系统待分析信号进行采样得到输入序列x[n]；

S02、对输入序列x[n]进行小波包分解，确定基波频率；将基波视为第一次谐波分量；

S03、重构基波频率的第一次谐波分量；

S04、从输入系列X[n]中剔除重构的第一次谐波分量，获得第二序列X‘[n]；

S05、对第二序列X‘[n]进行一次频移变换，使得第二次谐波分量移频至基波频率位置；

S06、将频移变换后的第二序列作为输入序列，进入步骤S02，并重复步骤S02～S05，通过将输入序列的各次谐波分量均移频至25～75Hz频段进行小波包重构，获得各次谐波分量在基波频率下的特征信息；

S07、将步骤S06重构得到的各次谐波分量的频率还原至原始频率，完成各次谐波提取。

在本发明步骤S02的小波包分解中采用Daubechies系列小波中的db40为小波滤波器，将0～fs/2的所有频段进行树状均匀划分，将输入信号分解成一系列子频带信息，分解后的每一个频带都具有相同的带宽；其中，fs是指采样频率；