[发明专利]用于电力谐波检测的对数域模拟小波变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力谐波的检测装置，特别是一种用于电力谐波检测的对数域模拟小波变换电路。

背景技术

在电力系统中，人们总是希望电网的电压、电流是理想的正弦波。然而，由于大量非线性负载如可控硅整流设备、电力电子调频及电弧炼钢炉等的广泛应用，电网中的谐波成分日益复杂，不仅存在整数次谐波，而且存在大量非整数次谐波，这给电力系统的安全经济运行带来了严重危害。对电力系统谐波进行治理具有明显的社会经济效益，而谐波的检测与分析是实现谐波治理的前提条件，准确、快速地谐波检测为谐波治理提供良好的依据。目前，谐波检测方法主要通过软件来实现，其检测系统框图如附图1所示，常用的谐波检测算法有快速傅立叶变换与短时傅立叶变换。快速傅立叶变换存在栅栏效应与频率泄漏现象，只能实现能够整数次谐波检测，对非整数次谐波检测误差大，尽管出现了一些改进算法如单峰检测双峰检测差值等，但仍存在许多不足。短时傅立叶变换通过窗函数使频率泄漏得到有效抑制，能进行非周期非整数谐波检测，但其时频窗固定，不能自适应调整，分辨率较低。小波变换被应用到谐波检测，可克服FFT与STFT算法的局限性。小波变换是一种新的信号变换分析方法，它具有良好的时频局部化特性，解决了傅立叶变换在频域完全局部化而在时域无局部化的问题，不仅适用于稳态信号分析，也适用于非平稳信号的分析。薛蕙等人于2002年提出了利用Morlet连续小波变换实现非整次谐波的检测的方法[“利用Morlet连续小波变换实现非整次谐波的检测.电网技术，2002，26(12)：41-44”]，该方法称为尺度-幅值检测算法，它能准确地把不同频率的整次和非整次谐波分离出来，为谐波的精确检测提供了有效手段。但现有基于小波变换的谐波检测方法都是在微机或数字信号处理器上用软件方式实现的，用软件方式实现谐波检测小波分析方法存在着一些不足之处：1)信号的连续小波变换数字计算实现，算法复杂，计算量大，难以实时处理；2)需对被检测的谐波信号进行A/D转换，增加了检测设备的功耗与体积，不能处理很高频率的谐波信号。

发明内容

为了解决上述小波变换检测谐波信号存在的技术问题，本发明提供一种用于电力谐波检测的对数域模拟小波变换电路。本发明具有低电压、低功耗、宽动态范围与工作频率、便于单片集成等特点，能在低功耗的条件下，实时实现电力谐波频率的准确测量。