[發明專利]基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010059385.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111157790B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 樊麗娟;嚴喜林;吳健穎;國建寶
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發明公開一種基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置及方法，涉及電力系統技術領域，包括樣本數字量采集設備、數據處理模塊、自主學習模塊、數據計算模塊、電網諧波數據儲存模塊、電網諧波信息輸出模塊。本發明的有益效果是：通過使用樣本數字量采集設備獲取電網的數字量信息，減少延時和丟包問題，樣本時間實時性提高，抗干擾能力強。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置及方法。

背景技術

近年來隨著各大直流工程投入運行，風電光伏等新能源裝置大量投入，各種電力電子裝置和非線性負荷的大量應用，電力系統的諧波污染日益嚴重，給電力系統的安全經濟運行帶來了極大的危害。快速準確的電力系統諧波測試儀器可提高電能質量的監測與治理水平，同時還可建立先進可靠的電網諧波監測網絡數據中心，及時分析和反應電網諧波水平，直接反應測試電網的電能質量問題，及時采取相應的措施，保障電網電能質量安全，同時發掘造成電網諧波及電能質量受影響的原因，為電網安全穩定運行提供保障。

目前諧波檢測是基于模擬濾波器實現的，輸入信號經過放大器后送入到并行排列的帶通濾波器中。濾波器的中心頻率固定，并且為工頻的整數倍數，可以通過各次諧波信號。最后，各次諧波數據經過檢波器檢波，送到多路顯示器中顯示測量信號中所含的諧波分量。

但電力諧波是由各種頻率成分合成的、隨機的、出現和消失都非常突然的信號，現行算法變換復雜，計算量大，計算時間長，不能滿足諧波檢測的實時性要求；

另外，采樣值數據在采樣、處理和傳輸的各個環節中會發生延時和丟包的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置及方法，主要解決現有諧波信號檢測設備實時性不足，以及傳輸過程發送延時和丟包的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置，包括樣本數字量采集設備、數據處理模塊、自主學習模塊、數據計算模塊、電網諧波數據儲存模塊、電網諧波信息輸出模塊；

樣本數字量采集設備用于獲取電網的電壓電流樣本數據；

數據處理模塊用于處理電網電壓電流的樣本數據并將處理結果發送至自主學習模塊以及數據計算模塊；

自主學習模塊用于學習處理結果并得到深度學習結果，將深度學習結果發送至數據計算模塊以及電網諧波信息輸出模塊；

數據計算模塊用于接收處理結果以及學習結果并運算得到電網諧波信息，將電網諧波信息發送至電網諧波數據儲存模塊；

電網諧波數據儲存模塊用于存儲電網諧波信息，并將電網諧波信息返回自主學習模塊；

電網諧波信息輸出模塊用于接收來自自主學習模塊輸出的深度學習結果。

在一些實施方式中，上述的樣本數字量采集設備包括電子式電壓互感器、電子式電流互感器；數據處理模塊包括標準時鐘、對時與插值模塊和DSP芯片；自主學習模塊包括至少一塊FPGA訓練芯片；數據計算模塊包括至少一塊FPGA計算芯片；電網諧波數據儲存模塊包括至少一塊儲存芯片；電網諧波信息輸出模塊包括LCD顯示器、USB模塊和光纖通訊模塊。

還提出一種基于深度學習的電力系統諧波檢測方法，用于上的基于深度學習的電力系統諧波檢測裝置，包括以下步驟，

樣本采樣，從交流電網的電子式電壓互感器、電子式電流互感器上獲取電網電壓電流的樣本數據；

對樣本數據進行對時插值處理，樣本數據輸入至對時與插值模塊，通過標準時鐘進行對樣本數據進行對時處理，電子式電壓互感器、電子式電流互感器分別輸出不同時刻電網的電壓電流樣本數據，并利用插值處理使不同時刻電網的電壓電流樣本數據獲得同一時刻的采樣值；