[发明专利]一种间谐波分析方法

权利要求书

1.一种间谐波分析方法，其特征在于，所述方法包括：

对电力系统的电压和电流信号进行离散傅里叶变换DFT分析，获得间谐波信号频谱图；

根据所述间谐波信号频谱图，确定间谐波频率分析范围；

对所述间谐波频率分析范围进行频段划分，根据采样原则，对划分后的频段设置采样参数；

根据所述采样参数，对所述电压和电流信号进行数据采样，利用指数函数的线性组合对所述电压和电流信号进行重构，得到所述间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子；

根据所述衰减因子，进行数据筛选，得到筛选结果。

2.如权利要求1所述一种间谐波分析方法，其特征在于，所述离散傅里叶变换DFT分析为：

其中，N为采样点个数，x(n)为电力系统的电压和电流信号。

3.如权利要求1所述的间谐波分析方法，其特征在于，所述对所述间谐波频率分析范围进行频段划分，是指将所述间谐波频率分析范围划分为有限个频段。

4.如权利要求1所述的间谐波分析方法，其特征在于，所述采样原则具体为：采样频率为所述划分后的频段最高频率的4倍，采样时间大于所述划分后的频段最低频率对应周期的2倍。

5.如权利要求1所述的间谐波分析方法，其特征在于，所述根据所述采样参数，对所述电压和电流信号进行数据采样，利用指数函数的线性组合对所述电压和电流信号进行重构，得到所述间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子，包括如下步骤：

步骤1：对所述电压和电流信号x(t)进行采样，采样数据记为x(0)、x(1)、…、x(N-1)，令

式中，N为采样数据的个数，P为该算法模型的阶数，且N≥2k；A_k为振幅，α_k为衰减因子，f_k为频率，为相位，Δt为采样间隔；

为了使拟合信号的误差更小，构造目标函数为：

步骤2：构造差分方程，方程的解为：

差分方程如下所示：

此时，信号误差为e(n)，如下所示：

根据上述关于差分方程的表达式和e(n)的表达式得到信号x(n)，如下所示：

式中：

步骤3：将x(n)看作是噪声u(n)激励一个P阶自回归模型产生的输出，求解对该模型的正则方程可得参数a_k，将a_k带入下列特征多项式：

通过对所述特征多项式求根，可以求得参数z_k；

步骤4：根据式

可得矩阵方程

其中

矩阵方程的最小二乘解为

从而求出参数b_k；

步骤5：根据求出的z_k、b_k可得：

6.如权利要求1所述的间谐波分析方法，其特征在于，所述根据所述衰减因子，进行数据筛选，具体为：

各频率分量的能量S_k的表达式为：

式中，S_k为各频率分量的能量，A_k为各频率分量的幅值，z_k为代表各频率分量的极点，N为采样点个数，P为模型阶数；

其中，z_k与α_k相关，α_k模值越大，S_k数值越小，信号衰减速度越快；

将S_k按数值从大到小排序，当S_k数值迅速减小时，判定所述迅速减小的S_k数值及其后面的S_k数值是由噪声分量和虚假分量引起的，将所述噪声分量和虚假分量的相关参数筛除。