[發(fā)明專利]一種諧波測量方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011145552.3
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112462138A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 李培宜;孫攀;陳貽驁;溫富光
• 申請（專利權）人: 南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 史俊軍

本發(fā)明公開了一種諧波測量方法，包括根據(jù)采樣的電壓，計算基波頻率；根據(jù)基波頻率，計算每周波的采樣點數(shù)N；根據(jù)采樣點數(shù)N，計算出2～13次電壓諧波幅值和電流諧波幅值；同一電壓或電流通道取N個同次諧波幅值的平均值作為該次諧波測量結果。同時公開了相應的系統(tǒng)。本發(fā)明先計算出基波頻率，再依據(jù)基波頻率求取每周波采樣點數(shù)N，進而計算出各采樣通道多次諧波幅值，諧波計算結果求取平均值，大大減小了測量誤差。

技術領域

本發(fā)明涉及一種諧波測量方法及系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)二次設備領域。

背景技術

基于嵌入式的微機測控裝置目前已廣泛應用在電力系統(tǒng)變電站、發(fā)電廠等場所，從而實現(xiàn)了變電站無人值守和少人值守。電力系統(tǒng)具有時變和非線性特性。測控裝置的測量精度，對維護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行有著重要意義。

電力系統(tǒng)要求測控裝置長時間可靠運行，測控裝置必須采用嵌入式，這就決定了測控裝置性能有限，不可能進行運算量巨大的運算任務。諧波會降低供電設備的壽命，增加輸、供和用電設備的額外附加損耗，使設備的溫度過熱；同時諧波會引起繼電保護及自動裝置誤動或拒動，使其動作失去選擇性，導致可靠性降低，容易造成系統(tǒng)事故，故諧波的監(jiān)測尤為重要。

諧波測量常用的FFT算法，雖然可精確測量諧波幅值，但由于運算量巨大，在嵌入式裝置中未能很好應用。故目前大多數(shù)測控裝置，在電力系統(tǒng)頻率偏移50Hz時，測量出的諧波幅值誤差過大，一般大于5％。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種諧波測量方法及系統(tǒng)，解決了在頻率偏移時，測量出的諧波幅值誤差過大的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種諧波測量方法，包括，

根據(jù)采樣的電壓，計算基波頻率；

根據(jù)基波頻率，計算每周波的采樣點數(shù)N；

根據(jù)采樣點數(shù)N，計算出電壓諧波幅值和電流諧波幅值；

計算N個電壓諧波幅值的平均值和N個電流諧波幅值的平均值，將平均值作為諧波測量結果。

根據(jù)采樣的電壓，利用傅氏算法計算基波頻率。

計算基波頻率的公式為，

其中，f為基波頻率，f_o為額定頻率，ΔAng為經(jīng)歷時間t采樣電壓對應的正序電壓角度變化；

ΔAng＝Δω*t

其中，Δω為正序電壓角速度。

根據(jù)采樣點數(shù)N，利用傅氏算法計算出電壓諧波幅值和電流諧波幅值。

諧波幅值的計算公式為，

其中，為諧波幅值，x(k)為采樣電壓或電流，k為采樣點序號，ω₀為額定角速度，Δt為采樣間隔，m為諧波次數(shù)。

根據(jù)采樣點數(shù)N，利用傅氏算法計算出I1～I2次電壓諧波幅值和I1～I2次電流諧波幅值；計算同一電壓通道N個Ii次電壓諧波幅值的平均值，計算同一電流通道N個Ii次電流諧波幅值的平均值，將N個Ii次電壓諧波幅值的平均值和電流諧波幅值的平均值作為Ii次諧波測量結果，其中，I1≤Ii≤I2。

I1～I2次為2～13次。

響應于電力系統(tǒng)頻率偏移，每周波的采樣點數(shù)四舍五入取整。

一種諧波測量系統(tǒng)，包括，

基波頻率模塊：根據(jù)采樣的電壓，計算基波頻率；

每周波采樣點數(shù)修正模塊：根據(jù)基波頻率，計算每周波的采樣點數(shù)N；