[發明專利]一種電力系統間諧波測量方法

在審

• 申請號: 201510823996.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN105425038A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 何君如;楊俊華;楊濟溦
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及電能質量的在線檢測領域，更具體地，涉及一種電力系統間諧波測量方法。

背景技術

電力系統中非線性負荷除了產生基頻的整次諧波外，還可能產生基波頻率的非整次諧波，即間諧波。根據IEC-61000-2-1，間諧波(Interharmonic)定義為：在電壓和電流信號的諧波分量之間存在著頻率與基波頻率不成整數倍關系的信號，它表現為離散頻譜或寬帶頻譜。電力系統中主要的間諧波源包括：變頻調速裝置；高壓直流輸電；電動機和電弧爐等。與諧波類似，間諧波不僅會影響無源濾波器工作、引起閃變問題，同時會增加電動機損耗，降低負荷功率因數。

針對間諧波特點，國內外學者提出了多種間諧波檢測方法。而由于間諧波固有的非平穩性、頻率難以預測、幅值往往遠小于基波與諧波分量等特征，現階段采用的改進FFT方法、基于二階統計量的AR模型功率譜等方法，難以對間諧波進行精確檢測，存在頻譜泄漏、抗干擾性較差等不足。而較精確的基于高階累積量的測量方法存在運算量大、難以滿足電能質量在線檢測實時性要求。

發明內容

本發明提供一種電力系統間諧波測量方法，該方法可提高間諧波在線檢測的實時性，為電網的電能治理提供依據。

為了達到上述技術效果，本發明的技術方案如下：

一種電力系統間諧波測量方法，包括以下步驟：

1)將電網的三相電流和三相電壓以采樣頻率fs和采樣點數N進行實時采樣，將采樣所得的信號發送至A/D轉換模塊轉換成數字信號并經過雙口RAM傳輸模塊發送至DSP處理模塊；

2)根據步驟1)所得的電流和電壓信號采用FFT方法進行間諧波檢測，具體步驟如下：

21)將步驟1)中所得的采樣信號作為原始信號；

22)計算基波和諧波的幅值、相位和頻率；

23)計算基波和諧波的頻域信號并作加窗處理；

24)從原始信號中減去步驟23)所得的基波和諧波頻率信號，得到間諧波加窗后的頻域信號；

25)計算步驟24)中所得間諧波加窗后的頻或信號的幅值、相位和頻率。

進一步地，所述步驟22)包括以下步驟：

221)獲得基波和諧波信號；

222)將諧波信號進行加窗并對加窗后的函數進行連續傅里葉變換；

223)對連續傅里葉變換所得函數進行抽樣，并作離散傅里葉變換；

224)采用多項式逼近法和雙峰譜線修正法，得到幅值、相位和頻率的修正公式。

進一步地，所述步驟23)采用Hanning窗計算基波和諧波的頻域信號。

進一步地，所述步驟25)采用雙峰譜線修正法計算間諧波的幅值、相位和頻率。

進一步地，所述步驟25)后還包括步驟26)，所述步驟26)具體方法如下：判斷步驟25)所得間諧波分量幅值是否收斂，若不收斂，則減去幅值最大的間諧波分量后再采用步驟25)的方法計算余下的間諧波分量的幅值、相位和頻率，若收斂則停止計算，并將計算結果予以顯示。

與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果是：

本發明通過采集電力系統中節點的電壓、電流信號，考到基波和整次諧波對間諧波頻譜泄漏的影響，以常規整次諧波測量方法計算所得結果為基礎，直接從原始頻域數據中濾除基波和整次諧波分量，無需進行第二次FFT計算，同時具有采樣周期短、基于成熟FFT方法的特點，更易于在線實時測量中實現。

附圖說明

圖1為本發明方法流程圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；

對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。

實施例1

如圖1所示，一種電力系統間諧波測量方法，包括以下步驟：

1)將電網的三相電流和三相電壓以采樣頻率fs和采樣點數N進行實時采樣，將采樣所得的信號發送至A/D轉換模塊轉換成數字信號并經過雙口RAM傳輸模塊發送至DSP處理模塊；

2)根據步驟1)所得的電流和電壓信號采用FFT方法進行間諧波檢測，具體步驟如下：

21)將步驟1)中所得的采樣信號作為原始信號；

22)計算基波和諧波的幅值、相位和頻率；

221)獲得基波和諧波信號：