[发明专利]一种用于非线性负荷的电能计量方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于非线性负荷的电能计量方法和系统，所述方法包括：对电压离散信号进行广义S变换，得到第一广义S变换矩阵；对电流离散信号进行广义S变化，得到第二广义S变换矩阵；提取第一广义S变换矩阵中的基波电压信号和畸变电压信号；提取第二广义S变换矩阵中的基波电流信号和畸变电流信号；对第一广义S变换矩阵进行广义S逆变换，得到基波电压的时域信号和畸变电压的时域信号；计算得到基波电能、基波电压和畸变电流产生的有功电能、畸变电压和基波电流产生的有用电能、畸变电压和畸变电流产生的畸变电能。本发明考虑了非基波电能的计量，能更合理地评估非线性负荷对系统造成谐波污染。

技术领域

本发明涉及电能计量领域，具体涉及一种用于非线性负荷的电能计量方法和系统。

背景技术

随着电力系统的快速发展，大量新型的非线性负荷接入电网，如电弧炉、电力机车、电动汽车充电站、新能源电站等，构成了复杂用电环境。对于处于此类环境中的非线性负荷，常用的计量方法存在计量误差。

全波电能计量公式为w＝W_f+W_fd+W_df+W_d，其中W_f为基波电能，W_fd为基波电压和畸变电流产生的有功电能，W_df为畸变电压和基波电流产生的有功电能，W_d为畸变电压和畸变电流产生的畸变电能。而基波电能计量公式为W＝W_f，即基波电能计量只计量基波电能。对非线性负荷来说，吸收电网基波电能的同时会发出畸变电能，由于畸变电能功率流向为负荷流向系统即W_d＜0，因此采用全波电能计量会导致少计量。若采用基波电能计量，虽然可以计量出非线性负荷消耗的基波电能，但是未考虑非线性负荷发出畸变电能对电网的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于各类非线性负荷电能计量的方法和系统，考虑了非基波电能的计量，能更合理地评估非线性负荷对系统造成谐波污染。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于非线性负荷的电能计量方法，，包括：对电压离散信号进行广义S变换，得到第一广义S变换矩阵；对电流离散信号进行广义S变化，得到第二广义S变换矩阵；提取第一广义S变换矩阵中的基波电压信号和畸变电压信号；提取第二广义S变换矩阵中的基波电流信号和畸变电流信号；对第一广义S变换矩阵进行广义S逆变换，得到基波电压的时域信号和畸变电压的时域信号；对第二广义S变换矩阵进行广义S逆变换，得到基波电流的时域信号和畸变电流的时域信号；根据基波电压信号、畸变电压信号、基波电流信号、畸变电流信号、基波电压的时域信号、畸变电压的时域信号、基波电流的时域信号和畸变电流的时域信号计算得到基波电能、基波电压和畸变电流产生的有功电能、畸变电压和基波电流产生的有用电能、畸变电压和畸变电流产生的畸变电能。本申请提供了一种适用于各类非线性负荷电能计量的方法，考虑了非基波电能的计量，能更合理地评估非线性负荷对系统造成谐波污染。

进一步地，还包括电压离散信号的第一获取步骤，所述第一获取步骤包括：S100、接收非线性负荷的电压信号；S101、对所述电压信号进行低通滤波处理，得到电压模拟信号；S102、对所述电压模拟信号进行A/D转换，得到所述电压离散信号。

进一步地，还包括电流离散信号的第二获取步骤，所述第二获取步骤包括：S200、接收非线性负荷的电流信号；S201、对所述电流信号进行低通滤波处理，得到电流模拟信号；S202、对所述电流模拟信号进行A/D转换，得到所述电流离散信号。

进一步地，还包括：计算全波电能；所述全波电能采用如下公式进行计算：W＝W_f+W_fd+W_df+|W_d|，式中，W_f为基波电能，W_fd为基波电压和畸变电流产生的有功电能，W_df为畸变电压和基波电流产生的有功电能，