[发明专利]一种邻近基波/谐波的间谐波检测方法和装置

说明书

本发明提供一种邻近基波/谐波的间谐波检测方法和装置，采用峰值谱线搜索法获取所述间谐波峰值谱线；基于间谐波峰值谱线确定邻近基波/谐波的间谐波分量数；基于分量数确定邻近基波/谐波的单个间谐波和间谐波对各自的频率估计值；基于频率估计值确定单个间谐波和间谐波对各自的幅值和相位，不仅实现了邻近基波/谐波的单个间谐波和间谐波的检测，且满足IEC标准的测量要求。本发明提供的技术方案可以有效解决现有技术在检测邻近基波或谐波的间谐波分量时需要长采样数据的问题，满足了这种情形下检测的实时性要求，并能有效预防新能源并网引起的周期性电压波动，为维护新能源并网系统的安全运行及其电能质量的评估与治理提供了有效的参考依据。

技术领域

本发明涉及电能质量检测技术领域，具体涉及一种邻近基波/谐波的间谐波检测方法和装置。

背景技术

由于新能源并网输出功率具有很强的间歇性，并且一般都通过电力电子接口并网，因此会造成大量间谐波注入电网，给电网的电能质量造成巨大影响，因此很有必要实现间谐波的准确检测。

离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation，DFT)和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)是谐波、间谐波分析中应用最广泛的方法，但DFT/FFT在非同步采样条件下会使信号在频域出现频谱泄漏。目前对谐波的同步化校正可以通过锁相同步技术或时域插值算法实现，但对间谐波而言，由于间谐波频率的未知性，采样很难做到对间谐波的同步，使得DFT/FFT在分析间谐波时，间谐波产生的频谱泄漏依然存在。

为了准确测量信号中的间谐波并标准化测量方法，IEC61000-4-7提出在基频同步采样下采用“间谐波组”或“间谐波子组”算法计算系统中的间谐波含量，并规定采用10个工频周波的矩形窗对数据进行截断，但IEC61000-4-7提出的方法只能得到频段范围内的间谐波含量，无法测量间谐波的具体参数，且当间谐波的频率与谐波非常接近时，由于间谐波的频谱能量主要分布在谐波附近，此时采用IEC61000-4-7提出的方法得到的间谐波含量误差较大。而传统的加窗插值算法、全相位谱分析法仅是针对单个频率分量进行频谱校正，只适用于单频率成分或间隔较远的多频率成分信号的检测，对于邻近谐波的间谐波，由于间谐波的频谱会泄露到谐波谱线上，和谐波频谱产生主瓣干涉，导致得到的检测结果误差很大。且根据全相位的构造特征，至少需要20个周波的采样长度才能达到5Hz的频率分辨率，不满足IEC推荐的10周波采样长度的要求。文献[1]在满足IEC标准的测量要求下，实现了邻近谐波的单个间谐波的准确检测，但当系统中出现关于谐波对称的邻近间谐波对时，检测算法将失效。文献[2]提出采用基于复解析带通滤波器的ZFFT法将频率间隔相近的谐波、间谐波细化成不受干涉影响的多个单频率成分，但由于细化过程要进行选抽，需要长采样数据，不满足IEC标准的测量要求。

文献：

[1]王泽，杨洪耕，王佳兴，等.消除负频率影响的低频间谐波快速检测方法[J].电力自动化设备，2015，35(3)：140-145，156.

[2]邹培源，黄纯，江辉，等.基于全相位谱细化与校正的谐波和间谐波测量方法[J].电网技术，2016，40(08)：2496-2502.

发明内容

为了克服上述现有技术中无法实现间谐波对的检测以及不满足IEC标准测量要求的不足，本发明提供一种邻近基波/谐波的间谐波检测方法和装置，采用峰值谱线搜索法获取所述间谐波峰值谱线；基于间谐波峰值谱线确定所述邻近基波/谐波的间谐波分量数；基于所述分量数确定所述邻近基波/谐波的单个间谐波和间谐波对各自的频率估计值；基于所述频率估计值确定单个间谐波和间谐波对各自的幅值和相位，不仅实现了邻近基波/谐波的单个间谐波和间谐波对的检测，且满足IEC标准的测量要求。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种邻近基波/谐波的间谐波检测方法，包括：