[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)諧波檢測方法

有效

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• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106771592B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 肖廈穎;李開成;王凌云
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 趙偉

本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)諧波檢測方法,在五層db40小波包變換的基礎上，利用希爾伯特變換做移頻運算，將各次諧波分量轉移到精度較高的邊頻帶進行小波包分解并重構信號，實現(xiàn)了各次諧波的高精度檢測；包括如下步驟：S01、利用希爾伯特變換將原信號的各個頻率分類均移動至25～75Hz頻段；S02、分別對移頻后的各分量進行小波包分解并重構；S03、將重構得到的各次分量分別移頻還原至其原始頻段；S04、根據(jù)記錄的波形數(shù)據(jù)得到諧波檢測結果；本發(fā)明提供的這種方法消除了中間頻段小波濾波器混疊對檢測精度造成的不利影響，具有高分辨率時頻分析能力，能有效定位暫態(tài)干擾，檢測精度高且實時性好，適用于諧波檢測的各類場合。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)信號處理領域，更具體地，涉及一種電力系統(tǒng)諧波檢測方法。

背景技術

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)愈加復雜，日漸開放的分布式電源并網(wǎng)策略和多樣化非線性設備的使用，都給電網(wǎng)的穩(wěn)定性工作帶來一系列的問題。諧波是典型的電能質量問題之一。諧波的存在不僅可能導致接入電網(wǎng)的器件無法正常工作，還會嚴重影響電能的質量，給電力企業(yè)及社會帶來巨大的經(jīng)濟損失。諧波的精確檢測，不僅可以減少電能計量誤差，還可以為諧波治理提供準確的參考數(shù)據(jù)，以供研究針對性的治理方案，來應對電力系統(tǒng)諧波污染問題，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

小波包變換(WPT)在時域與頻域具有雙重定域能力和多分辨率分析能力，常作為電力系統(tǒng)非平穩(wěn)畸變諧波分析的工具，可以比較準確地提取復雜信號和時變信號的特征。相對小波變換，WPT提供了一種更為精細的分解方式，它不僅對信號的低頻段進行分解，還對高頻段也進行相同尺度的分解，提高了信號分析的分辨率，為信號的分析提供了更多的信號特征。

雖然小波包變換解決了時域、頻域分析及高頻段下的分辨率問題，但小波包變換所采用小波濾波器在信號分析中幾乎都存在混疊現(xiàn)象，并由此導致精度低、魯棒性差；現(xiàn)階段處理混疊現(xiàn)象的方法主要是從算法步驟上進行改進，犧牲了算法的簡便性和時效性以取得所需的檢測效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)諧波檢測方法，其目的在于提高電力系統(tǒng)諧波檢測的精度。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種電力系統(tǒng)諧波檢測方法，包括如下步驟：

S01、通過對離散的電力系統(tǒng)待分析信號進行采樣得到輸入序列x[n]；

S02、對輸入序列x[n]進行小波包分解，確定基波頻率；將基波視為第一次諧波分量；

S03、重構基波頻率的第一次諧波分量；

S04、從輸入系列X[n]中剔除重構的第一次諧波分量，獲得第二序列X‘[n]；

S05、對第二序列X‘[n]進行一次頻移變換，使得第二次諧波分量移頻至基波頻率位置；

S06、將頻移變換后的第二序列作為輸入序列，進入步驟S02，并重復步驟S02～S05，通過將輸入序列的各次諧波分量均移頻至25～75Hz頻段進行小波包重構，獲得各次諧波分量在基波頻率下的特征信息；

S07、將步驟S06重構得到的各次諧波分量的頻率還原至原始頻率，完成各次諧波提取。

在本發(fā)明步驟S02的小波包分解中采用Daubechies系列小波中的db40為小波濾波器，將0～fs/2的所有頻段進行樹狀均勻劃分，將輸入信號分解成一系列子頻帶信息，分解后的每一個頻帶都具有相同的帶寬；其中，fs是指采樣頻率；