[发明专利]一种电网谐波源定位检测方法

说明书

本发明公开了一种电网谐波源定位检测方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、采用窗函数法设计FIR数字低通滤波器滤除带外高频电磁干扰；步骤二、经HHT算法对电网系统内的传输谐波干扰进行检测。本发明的方法通过滤除电网带外高频电磁干扰，并依HHT算法做谐波检测及定位，处理方法运算量低，系统结构简洁，频率分辨率高，成本较低。该方法采用HHT方法实现了对谐波频率和幅值的检测，以及对电能质量扰动信号(电压凹陷、电压凸起、电压间断、暂态震荡、暂态脉冲等)的扰动时间、频率和幅值的检测。

技术领域

本发明涉及一种基于预处理的选频谐波检测方法。

背景技术

电能质量问题主要包括谐波畸变问题和电力系统发生故障及投切操作等所伴随的暂态现象，如电压凹陷、电压凸起、电压间断、暂态震荡、暂态脉冲等。对于电力系统中的暂态现象不少学者提出了许多采用小波技术解决这个问题的方法，并取得了较好的效果，但是小波变换的分析效果极大程度依赖于小波基的选择。对于谐波的检测方法已经有许多文献进行了深入的研究，常用的谐波检测方法是快速傅立叶变换(FFT)。存在的问题是：计算量大，实时性不够好，而且对间谐波的检测有频谱泄漏和栅栏现象等缺点。

在配电系统中，为了监测并治理电力系统中非线性负荷产生的大量谐波，就要从谐波源定位入手。谐波源的定位实质上就是检测配电系统侧和用户侧对公共耦合点谐波电流和电压进行研究。当系统侧的影响较大时，就把系统侧视为谐波源，同样，当用户侧的影响较大时就把用户侧视为谐波源。谐波源定位方法主要包括：谐波功率潮流方向法；谐波阻抗检测法；神经网络法；电流矢量法；参考阻抗法等。谐波功率潮流方向法又有很多分支：有功率方向法、无功率方向法、同步检测判别法、临界阻抗法、无功率变化法等。基于谐波阻抗的检测方法主要包括：微分方程法，最小二乘系统辨识法，波动量法，双线性回归估计法等。在谐波源定位研究中，运维管理人员发现，基于最小二乘法的谐波源定位方法对四种工况(非主要谐波源存在注入干扰、量测矩阵存在误差、网络存在环路、网络接有补偿电容器)的适应性好，但要增加测量点；谐波最大化的谐波源定位方法可以减少测量点，能够在注入干扰和网络存在环路及误差时还有较好的表现，但这种方法会在网络有补偿电容时，准确性下降，这就需要通过测量网络上补偿电容的谐波电流来减小其影响。

在实际应用中，用人工神经网络法来处理配电网故障诊断问题时也有一些缺点：推理能力弱，适应性差，网络训练还需要大量的样本。

遗传算法是运用的全局优化的思想来解决配电网的故障诊断问题的，这种方法较为适合处理复杂故障等问题。在配电网故障诊断过程中运用这种方法可以做到全局最优化和局部最优化的结果，具有较高的容错能力，遗传算法也有自己的缺点即如何能更好更快的建立数学模型。

HHT方法(Hilbert-Huang Transform)是近年来应用于非平稳信号分析的一种新方法。该法具有如下特点：

①通过EMD(Empirical Mode Decomposition)分解的信号展开，幅度和频率调制也被清楚地分开，从而打破了固定幅度和固定频率的Fourier变换的限制，得到了一个可变幅度和可变频率的信号描述方法。

②EMD分解的基函数是一系列可变幅度和可变频率的正余弦函数，它是由信号分解中自适应得到的。

③基于信号局部特征的分解方法—EMD的引入使得瞬时频率这一概念具有了实际的物理意义，而且与频率的经典定义方法(信号相位的导数)相一致，从而可以给出信号频率变化的精确表达。所以它是一种分析非平稳信号的通用方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种电网谐波源定位检测方法，该方法采用HHT方法实现了对谐波频率和幅值的检测，以及对电能质量扰动信号(电压凹陷、电压凸起、电压间断、暂态震荡、暂态脉冲等)的扰动时间、频率和幅值的检测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电网谐波源定位检测方法，包括如下步骤：