[發明專利]一種電網諧波源定位檢測方法

在審

• 申請號: 202110251678.7
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113092931A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 楊慶江;林憲峰;馮新宇;佘佳璽;康輝;張彥斌;李釗樞;馮斌;王亮
• 申請（專利權）人: 國網黑龍江省電力有限公司黑河供電公司;黑龍江科技大學;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R23/167
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

本發明公開了一種電網諧波源定位檢測方法，所述方法包括如下步驟：步驟一、采用窗函數法設計FIR數字低通濾波器濾除帶外高頻電磁干擾；步驟二、經HHT算法對電網系統內的傳輸諧波干擾進行檢測。本發明的方法通過濾除電網帶外高頻電磁干擾，并依HHT算法做諧波檢測及定位，處理方法運算量低，系統結構簡潔，頻率分辨率高，成本較低。該方法采用HHT方法實現了對諧波頻率和幅值的檢測，以及對電能質量擾動信號(電壓凹陷、電壓凸起、電壓間斷、暫態震蕩、暫態脈沖等)的擾動時間、頻率和幅值的檢測。

技術領域

本發明涉及一種基于預處理的選頻諧波檢測方法。

背景技術

電能質量問題主要包括諧波畸變問題和電力系統發生故障及投切操作等所伴隨的暫態現象，如電壓凹陷、電壓凸起、電壓間斷、暫態震蕩、暫態脈沖等。對于電力系統中的暫態現象不少學者提出了許多采用小波技術解決這個問題的方法，并取得了較好的效果，但是小波變換的分析效果極大程度依賴于小波基的選擇。對于諧波的檢測方法已經有許多文獻進行了深入的研究，常用的諧波檢測方法是快速傅立葉變換(FFT)。存在的問題是：計算量大，實時性不夠好，而且對間諧波的檢測有頻譜泄漏和柵欄現象等缺點。

在配電系統中，為了監測并治理電力系統中非線性負荷產生的大量諧波，就要從諧波源定位入手。諧波源的定位實質上就是檢測配電系統側和用戶側對公共耦合點諧波電流和電壓進行研究。當系統側的影響較大時，就把系統側視為諧波源，同樣，當用戶側的影響較大時就把用戶側視為諧波源。諧波源定位方法主要包括：諧波功率潮流方向法；諧波阻抗檢測法；神經網絡法；電流矢量法；參考阻抗法等。諧波功率潮流方向法又有很多分支：有功率方向法、無功率方向法、同步檢測判別法、臨界阻抗法、無功率變化法等。基于諧波阻抗的檢測方法主要包括：微分方程法，最小二乘系統辨識法，波動量法，雙線性回歸估計法等。在諧波源定位研究中，運維管理人員發現，基于最小二乘法的諧波源定位方法對四種工況(非主要諧波源存在注入干擾、量測矩陣存在誤差、網絡存在環路、網絡接有補償電容器)的適應性好，但要增加測量點；諧波最大化的諧波源定位方法可以減少測量點，能夠在注入干擾和網絡存在環路及誤差時還有較好的表現，但這種方法會在網絡有補償電容時，準確性下降，這就需要通過測量網絡上補償電容的諧波電流來減小其影響。

在實際應用中，用人工神經網絡法來處理配電網故障診斷問題時也有一些缺點：推理能力弱，適應性差，網絡訓練還需要大量的樣本。

遺傳算法是運用的全局優化的思想來解決配電網的故障診斷問題的，這種方法較為適合處理復雜故障等問題。在配電網故障診斷過程中運用這種方法可以做到全局最優化和局部最優化的結果，具有較高的容錯能力，遺傳算法也有自己的缺點即如何能更好更快的建立數學模型。

HHT方法(Hilbert-Huang Transform)是近年來應用于非平穩信號分析的一種新方法。該法具有如下特點：

①通過EMD(Empirical Mode Decomposition)分解的信號展開，幅度和頻率調制也被清楚地分開，從而打破了固定幅度和固定頻率的Fourier變換的限制，得到了一個可變幅度和可變頻率的信號描述方法。

②EMD分解的基函數是一系列可變幅度和可變頻率的正余弦函數，它是由信號分解中自適應得到的。

③基于信號局部特征的分解方法—EMD的引入使得瞬時頻率這一概念具有了實際的物理意義，而且與頻率的經典定義方法(信號相位的導數)相一致，從而可以給出信號頻率變化的精確表達。所以它是一種分析非平穩信號的通用方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種電網諧波源定位檢測方法，該方法采用HHT方法實現了對諧波頻率和幅值的檢測，以及對電能質量擾動信號(電壓凹陷、電壓凸起、電壓間斷、暫態震蕩、暫態脈沖等)的擾動時間、頻率和幅值的檢測。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種電網諧波源定位檢測方法，包括如下步驟：