[發明專利]一種鄰近基波/諧波的間諧波檢測方法和裝置

在審

• 申請號: 201811517040.8
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109507480A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 朱瓊鋒;李慶;張金平;李建立;程鵬;樊熠;王順來;唐建芳;苗風麟;李春彥
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種鄰近基波/諧波的間諧波檢測方法和裝置，采用峰值譜線搜索法獲取所述間諧波峰值譜線；基于間諧波峰值譜線確定鄰近基波/諧波的間諧波分量數；基于分量數確定鄰近基波/諧波的單個間諧波和間諧波對各自的頻率估計值；基于頻率估計值確定單個間諧波和間諧波對各自的幅值和相位，不僅實現了鄰近基波/諧波的單個間諧波和間諧波的檢測，且滿足IEC標準的測量要求。本發明提供的技術方案可以有效解決現有技術在檢測鄰近基波或諧波的間諧波分量時需要長采樣數據的問題，滿足了這種情形下檢測的實時性要求，并能有效預防新能源并網引起的周期性電壓波動，為維護新能源并網系統的安全運行及其電能質量的評估與治理提供了有效的參考依據。

技術領域

本發明涉及電能質量檢測技術領域，具體涉及一種鄰近基波/諧波的間諧波檢測方法和裝置。

背景技術

由于新能源并網輸出功率具有很強的間歇性，并且一般都通過電力電子接口并網，因此會造成大量間諧波注入電網，給電網的電能質量造成巨大影響，因此很有必要實現間諧波的準確檢測。

離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transformation，DFT)和快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform，FFT)是諧波、間諧波分析中應用最廣泛的方法，但DFT/FFT在非同步采樣條件下會使信號在頻域出現頻譜泄漏。目前對諧波的同步化校正可以通過鎖相同步技術或時域插值算法實現，但對間諧波而言，由于間諧波頻率的未知性，采樣很難做到對間諧波的同步，使得DFT/FFT在分析間諧波時，間諧波產生的頻譜泄漏依然存在。

為了準確測量信號中的間諧波并標準化測量方法，IEC61000-4-7提出在基頻同步采樣下采用“間諧波組”或“間諧波子組”算法計算系統中的間諧波含量，并規定采用10個工頻周波的矩形窗對數據進行截斷，但IEC61000-4-7提出的方法只能得到頻段范圍內的間諧波含量，無法測量間諧波的具體參數，且當間諧波的頻率與諧波非常接近時，由于間諧波的頻譜能量主要分布在諧波附近，此時采用IEC61000-4-7提出的方法得到的間諧波含量誤差較大。而傳統的加窗插值算法、全相位譜分析法僅是針對單個頻率分量進行頻譜校正，只適用于單頻率成分或間隔較遠的多頻率成分信號的檢測，對于鄰近諧波的間諧波，由于間諧波的頻譜會泄露到諧波譜線上，和諧波頻譜產生主瓣干涉，導致得到的檢測結果誤差很大。且根據全相位的構造特征，至少需要20個周波的采樣長度才能達到5Hz的頻率分辨率，不滿足IEC推薦的10周波采樣長度的要求。文獻[1]在滿足IEC標準的測量要求下，實現了鄰近諧波的單個間諧波的準確檢測，但當系統中出現關于諧波對稱的鄰近間諧波對時，檢測算法將失效。文獻[2]提出采用基于復解析帶通濾波器的ZFFT法將頻率間隔相近的諧波、間諧波細化成不受干涉影響的多個單頻率成分，但由于細化過程要進行選抽，需要長采樣數據，不滿足IEC標準的測量要求。

文獻：

[1]王澤，楊洪耕，王佳興，等.消除負頻率影響的低頻間諧波快速檢測方法[J].電力自動化設備，2015，35(3)：140-145，156.

[2]鄒培源，黃純，江輝，等.基于全相位譜細化與校正的諧波和間諧波測量方法[J].電網技術，2016，40(08)：2496-2502.

發明內容

為了克服上述現有技術中無法實現間諧波對的檢測以及不滿足IEC標準測量要求的不足，本發明提供一種鄰近基波/諧波的間諧波檢測方法和裝置，采用峰值譜線搜索法獲取所述間諧波峰值譜線；基于間諧波峰值譜線確定所述鄰近基波/諧波的間諧波分量數；基于所述分量數確定所述鄰近基波/諧波的單個間諧波和間諧波對各自的頻率估計值；基于所述頻率估計值確定單個間諧波和間諧波對各自的幅值和相位，不僅實現了鄰近基波/諧波的單個間諧波和間諧波對的檢測，且滿足IEC標準的測量要求。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

一方面，本發明提供一種鄰近基波/諧波的間諧波檢測方法，包括：