[發(fā)明專利]基于包絡(luò)分解的間諧波測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010154555.3
• 申請(qǐng)日: 2010-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101806835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王柏林;麻剛;紀(jì)剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇中凌高科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R23/16
• 分類號(hào): G01R23/16
• 代理公司: 揚(yáng)州市錦江專利事務(wù)所 32106
• 代理人: 江平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)間諧波測(cè)量方法和電力系統(tǒng)間諧波測(cè)量?jī)x器，屬于電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

電網(wǎng)間諧波測(cè)量比整次諧波的測(cè)量困難得多，目前在工程上還沒(méi)有行之有效的方法。迄今，工程上的間諧波測(cè)量?jī)x器仍然沿用整次諧波測(cè)量方法——DFT(離散富里葉變換)法，在這些儀器中間諧波DFT與整次諧波DFT的不同僅僅在于：?

(1)增多了頻點(diǎn)數(shù)。比如，如果只測(cè)量1～50次的整次諧波，每個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)大于101點(diǎn)就行了——DFT后可得到50個(gè)頻點(diǎn)的整次諧波；如果要測(cè)量0.1、0.2、0.3、...、49.8、49.9次的間諧波，每個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)必須大于1001點(diǎn)——DFT后才能得到500個(gè)頻點(diǎn)：1、2、3...、499、500，其中“整數(shù)頻點(diǎn)”(10的整數(shù)倍的頻點(diǎn))對(duì)應(yīng)整次諧波、“分?jǐn)?shù)頻點(diǎn)”(不是10的整數(shù)倍的頻點(diǎn))對(duì)應(yīng)間諧波。?

眾所周知，采樣總是有同步誤差的，有同步誤差就有頻譜泄漏。“整數(shù)頻點(diǎn)”到“整數(shù)頻點(diǎn)”的頻譜泄露相對(duì)較小，但是“整數(shù)頻點(diǎn)”到“分?jǐn)?shù)頻點(diǎn)”的頻譜泄漏就要大得多。比如，整數(shù)頻點(diǎn)20對(duì)整數(shù)頻點(diǎn)10、30的頻譜泄露較小，但對(duì)分?jǐn)?shù)頻點(diǎn)19和21的頻譜泄漏就很大、對(duì)分?jǐn)?shù)頻點(diǎn)18和22的頻譜泄漏也較大、......。?

電網(wǎng)中間諧波的幅值一般比整次諧波的幅值小得多，所以整次諧波泄漏占間諧波幅值的比例很大，有的甚至超過(guò)100％。所以，DFT的頻譜泄漏所產(chǎn)生的虛假間諧波對(duì)依賴傳統(tǒng)DFT的間諧波測(cè)量?jī)x是致命的——它與真實(shí)?間諧波混迭使間諧波無(wú)法測(cè)準(zhǔn)。用傳統(tǒng)的間諧波測(cè)量?jī)x器，沒(méi)有間諧波的信號(hào)也會(huì)測(cè)量出間諧波。?

本發(fā)明提出的“基于包絡(luò)分解的間諧波測(cè)量?jī)x”首先將間諧波信息從信號(hào)中提取出來(lái)，如何提取？這來(lái)源于對(duì)間諧波機(jī)理的一個(gè)重要認(rèn)識(shí)：間諧波信息一定包含在工頻信號(hào)的包絡(luò)之中。?

基于這一重要認(rèn)識(shí)，提取了包絡(luò)就提取了間諧波信息。這樣，基于包絡(luò)分解的間諧波測(cè)量?jī)x與傳統(tǒng)的間諧波測(cè)量?jī)x器的主要取別在于：基于包絡(luò)分解的間諧波測(cè)量不是來(lái)自信號(hào)“分?jǐn)?shù)頻點(diǎn)”上的頻譜，而是來(lái)自信號(hào)包絡(luò)的頻譜和信號(hào)“整數(shù)頻點(diǎn)”上的頻譜，這樣，只要同步誤差不很大，信號(hào)DFT的頻譜泄漏幾乎對(duì)間諧波沒(méi)有影響。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于為智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)提供一種精確參數(shù)的基于包絡(luò)分解的間諧波測(cè)量?jī)x。?

本發(fā)明主要部件有：多路ADC環(huán)節(jié)、提取電力系統(tǒng)工頻信號(hào)的包絡(luò)提取環(huán)節(jié)、分解出包絡(luò)信號(hào)中的整次諧波的包絡(luò)分解環(huán)節(jié)、分解出工頻信號(hào)中的整次諧波的工頻信號(hào)分解環(huán)節(jié)、從工頻信號(hào)的整次諧波和包絡(luò)信號(hào)的整次諧波數(shù)據(jù)計(jì)算出間諧波的頻率、幅值和相角的間諧波合成環(huán)節(jié)；所述包絡(luò)提取環(huán)節(jié)和工頻信號(hào)分解環(huán)節(jié)分別連接在多路ADC環(huán)節(jié)的輸出端，所述包絡(luò)分解環(huán)節(jié)的輸入端連接包絡(luò)提取環(huán)節(jié)，包絡(luò)分解環(huán)節(jié)的輸出端連接間諧波合成環(huán)節(jié)的輸入端，所述包絡(luò)分解環(huán)節(jié)的輸出端連接間諧波合成環(huán)節(jié)的另一端入端。?

另，本發(fā)明還在工頻信號(hào)分解環(huán)節(jié)的輸入端連接同步環(huán)節(jié)，一般用PLL——鎖相環(huán)。?

包絡(luò)分解環(huán)節(jié)的輸入端連接同步環(huán)節(jié)。?

所述包絡(luò)提取環(huán)節(jié)的為濾波器、小波變換Wavelet或希爾伯特-黃變換?HHT。?

所述包絡(luò)分解環(huán)節(jié)采用快速傅里葉變換FFT方法計(jì)算包絡(luò)d(t)各整次諧波(即頻率lη)的幅值D_l和相角θ_l，將包絡(luò)d(t)分解為：?

d(t)=Σl=1LDlsin(2lπηt+θl)]]>

上式中，常數(shù)D_l和θ_l分別為包絡(luò)的第l次諧波的幅值和初相角，η為包絡(luò)的基波頻率，0＜η＜f，L是包絡(luò)所含整次諧波的最高次數(shù)，L為正整數(shù)。?