[发明专利]一种适用于校准器的宽频域信号测量方法

说明书

本发明公开了一种适用于校准器的宽频域信号测量方法，首先对待测的电力信号提取时间窗长为T的数据；利用基于谱线拟合的谐波间谐波测量方法对提取数据进行计算，得到信号中各成分的幅值、相角、频率；再对前后1s谐波间谐波测量结果进行比较，对宽频信号进行静动态识别；若识别结果为静态，则提取更长时间窗T'的数据，再利用基于谱线拟合的谐波间谐波测量方法进行计算；若步骤三的识别结果为动态，则利用基于复序列带通滤波器的相量测量方法对所提数据进行重新计算，得到信号中各成分的幅值、相角、频率。利用该方法可以实现在含有多频率分量的复杂电力信号情况下，得到高精度的宽频测量结果，从而具有为宽频测量装置提供基准值的条件。

技术领域

本发明涉及电力系统宽频信号测量技术领域，尤其涉及一种适用于校准器的宽频域信号测量方法。

背景技术

可再生能源大规模利用给电网注入了大量电力电子装备，使得电网中出现了大量的间谐波和高次谐波等宽频信号，这给应用于电网中的测量装置提出了监测范围要更迫切的需求。比相量测量单元(PMU)功能更全面的宽频测量装置亟需得以现场安装。同PMU装置需要通过PMU静动态测试系统进行严格的功能检测，为了保证宽频测量装置在投运后能够满足宽频信号的量测指标需求，有必要研发宽频装置测试系统，并针对宽频装置的量测精度进行全面和严格的测试。

现有的测试系统可以分为两类，一种是基于高精度信号源的测试系统，另一种是基于高精度校准器的测试系统。基于高精度信号源的测试系统对信号源的精度要求很高，而实际信号源存在功放延迟、硬件老化等问题。相比之下，基于高精度校准器的测试系统摆脱了对信号源的依赖性，校准器和待测装置会同时对发出的信号进行测量，因此这种测试系统的关键在于校准器的精度。为了实现对宽频测量装置实现测试校准，校准器需要具有一套高精度的宽频测量算法。

目前已有不少学者对谐波/间谐波测量方法进行了研究，现有算法在测量方法都存在一定的缺陷，没有一种能对静动态宽频信号进行高精度测量的方法。

发明目的

本发明的目的是提供一种适用于校准器的宽频域信号测量方法，利用该方法可以实现复杂的宽频域信号测量，计算出高精度的精准值，为宽频测量装置的测试校准提供基础。

发明内容

本发明提供了一种适用于校准器的宽频域信号测量方法，包括以下步骤：

步骤一、对待测的电力信号提取时间窗长为T的数据；

步骤二、利用基于谱线拟合的谐波间谐波测量方法对步骤一所提取的数据进行计算，得到电力信号中各成分的幅值、相角、频率；

步骤三、对前后1s谐波间谐波测量结果进行比较，对宽频信号进行静动态识别；

步骤四、若步骤三的识别结果为静态，则提取更长时间窗T'的数据，再利用基于谱线拟合的谐波间谐波测量方法进行计算；

步骤五、若步骤三的识别结果为动态，则利用基于复序列带通滤波器的相量测量方法对所提数据进行重新计算，得到信号中各成分的幅值、相角、频率。

进一步地，步骤一中所述时间窗长为T的数据指对于原始信号x(t)进行采样后，提取出窗长为T的采样序列，表示为：

式中，X(t_k)为窗长T内电力信号采样数据组成的序列，t_k为时间窗窗中时刻， f_s为采样率，N为窗长T/2对应的数据长度，x(t_k)为当前时刻的采样值。

再进一步地，步骤二中所述基于谱线拟合的谐波间谐波测量方法具体为：

对采样序列进行快速傅里叶变换得到对应频谱图中的离散谱线，谱线之间的间隔Δf与数据窗长T的关系如下所示：