[發明專利]一種基于小波變換的自適應電網信號基波檢測方法

有效

• 申請號: 201611222697.2
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106645948B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 黃曉明;樓伯良;黃弘揚;呂文韜;馬智泉;徐瑋韡;李培;楊濤;趙一琰;陳峰;王龍飛;王博文;鄧暉;華文;盧岑岑;查蕾;李瑞生;許丹;李獻偉;王雷濤
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種基于小波變換的自適應電網信號基波檢測方法。目前基于小波變換的諧波檢測方法，小波的分解層數尚沒有統一的確定標準。本發明采用頻譜檢測模塊、邏輯控制模塊、采樣模塊和小波分析模塊；所述的頻譜檢測模塊提取電網信號中的頻譜信息；所述的邏輯控制模塊獲得頻譜信息后，根據最佳采樣頻率、最佳分解層數和小波分解最低頻段的截止頻率的代數關系，確定小波變換的最佳分解層數；所述的采樣模塊按照邏輯控制模塊生成的最佳采樣頻率進行電網信號采集；所述的小波分析模塊按照邏輯控制模塊生成的最佳分解層數進行電網信號分析。本發明在處理復雜電網信號情況下可以自適應精確確定小波分解層數，有效地提高了基波信息的提取精度。

技術領域

本發明涉及配電網通信技術領域，具體地說是一種基于小波變換的自適應電網信號基波檢測方法。

背景技術

隨著電力電子技術的快速發展及電網容量增大和結構的復雜，大量非線性負載的接入導致電網系統的諧波污染越來越嚴重，特別是逆變器和整流器的廣泛應用，帶來的負面效應日益顯著和嚴峻。

通常，電力諧波對配電網和用戶的影響主要有以下幾個方面：(1)諧波影響各類電氣設備、測量裝置以及電能計量裝置的正常工作；(2)電力系統阻抗在特定頻率下可能與并聯補償電容器發生諧振，引起諧波源注入系統和電容器組諧波電流的放大，對系統和電容器組產生嚴重影響；(3)諧波會加重電力系統中元器件的附加損耗，導致系統從發電、輸電到用電的整個過程的效率下降。

目前，使用電力濾波裝置吸收諧波源產生的諧波是應用最廣泛最有效的諧波抑制方法。而諧波檢測是諧波治理問題的基礎，直接影響到電力濾波裝置的諧波治理效果。當前常用的諧波檢測方法主要有：無源濾波器法、基于傅里葉變換的諧波檢測法、基于無功功率理論的坐標變換法以及基于小波變換的的諧波檢測法。無源濾波器法對電路元件要求高，精度低，實時性差；基于傅里葉變換的諧波檢測法存在頻譜泄露現象和柵欄效應；基于無功功率理論的坐標變換法多應用于三相對稱電路，對于單相電路的諧波檢測算法復雜，不易實現；基于小波變換的諧波檢測方法具有較好的時頻特性和較高的檢測精度，但小波的分解層數尚沒有統一的確定標準，分解層數過大，會造成一定程度的能量泄露；分解層數過小，會造成頻譜混疊，降低諧波檢測精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種基于小波變換的自適應電網信號基波檢測方法，其能夠根據電網信號的頻譜信息，自適應確定最佳采樣頻率和最佳分解層數，以解決因小波變換分解層數和采樣頻率過大或過小而導致基波信號提取精度降低的問題。

為此，本發明解決問題所采用的技術方案是：一種基于小波變換的電網信號基波檢測方法，它采用頻譜檢測模塊、邏輯控制模塊、采樣模塊和小波分析模塊；

所述的頻譜檢測模塊提取電網信號中的頻譜信息；

所述的邏輯控制模塊獲得頻譜信息后，通過基波頻率和最低次諧波頻率，確定小波分解最低頻段的截止頻率；根據奈奎斯特采樣定理，確定最佳采樣頻率；根據最佳采樣頻率、最佳分解層數和小波分解最低頻段的截止頻率的代數關系，確定小波變換的最佳分解層數；

所述的采樣模塊按照邏輯控制模塊生成的最佳采樣頻率進行電網信號采集；

所述的小波分析模塊按照邏輯控制模塊生成的最佳分解層數進行電網信號分析，最終達到精確提取基波信號的目的。

進一步地，邏輯控制模塊邏輯算法的具體過程如下：

1)獲得電網信號的頻譜信息；

2)通過基波頻率f_b和最低次諧波頻率f_Hmin，確定小波分解最低頻段的截止頻率f_T：