[发明专利]一种用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量领域，尤其涉及一种用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法。

背景技术

随着精密仪器和复杂电子设备的应用，用户越来越要求高质量和高可靠性的电能供应。近年来，随着国外先进设备的引进和应用及电子行业的发展，由电能质量问题引发的异常日益增多。

电能质量(Power Quality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

近年来随着经济的飞速发展，电力负荷增长迅猛，用电负荷日趋复杂化和多样化，越来越多的非线性、冲击性、不平衡和谐波丰富的应用设备相继接入电网，都会不同程度地影响到供电电网的电能质量。加之监控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，电能质量问题日益突出。

目前，很多电力公司电能质量监测系统采用的都是基于PQView的数据库，PQView是美国电科院研制的电能质量分析软件，该数据库中存储许多的电能质量监测数据，如何对从该数据库中采集到数据进行谐波的计算，是本申请的发明人致力于研究和解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法，该计算方法能够实现从基于PQView的数据库中采样点数为256，十个周波的谐波指标计算。

实现上述目的的技术方案是：一种用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法，其中，它包括以下步骤：

首先从基于PQView的数据库中读取采样点数为256、十个周波的采样数据，包括三相电压和三相电流；

然后对每相的电压和电流的10个周期的数据分别利用傅立叶变换，得到1到19次谐波的幅值和相位信息；

根据各次谐波的系数a_n和b_n计算各次谐波的幅值和相角，每个周波都得到一个谐波电压幅值、谐波电压相角、谐波电流幅值和谐波电流相角，其中，a_n、b_n分别为第n次谐波的实部和虚部系数，n＝0，1，2，......，N-1，N为一个周波中的采样点的个数，即N为256；

计算各次谐波功率，即根据第n次谐波功率的计算公式计算各次谐波功率，其中U_n为第n次谐波电压幅值，I_n为第n次谐波电流幅值，为第n次谐波电压相角，为第n次谐波电流相角；

最后根据各次谐波的幅值和相角，利用偏最小二乘算法，计算1到19次的谐波电压含有率、背景谐波、用户谐波、谐波阻抗值、谐波阻抗角、谐波导纳值、谐波导纳角、用户侧电流值和用户侧电流角。

上述的用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法，其中，计算各次谐波的幅值和相角时，其计算公式如下：

第n次谐波的幅值为相角为的反正切角。

本发明的有益效果是：本发明能够从基于PQView的数据库中实现采样点数为256，十个周波的谐波指标计算，通过该计算方法能够得到电能质量检测过程中所需的谐波数据，为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

一种用于电能质量中256个采样点的谐波计算方法，其中，它包括以下步骤：

首先从基于PQView的数据库中读取采样点数为256、十个周波的采样数据，即2560*6个数据，包括三相电压和三相电流；

然后对每相的电压和电流的10个周期的数据分别利用傅立叶变换，得到1到19次谐波的幅值和相位信息，例如，A相的电压及电流数据，分别记为{U_n}和{I_n}；分别对电压(或电流)的采样点{f_n}(即{U_n}或{I_n})进行傅立叶变换(fft)变换，提取各次谐波的系数(包括实部系数及虚部系数)；

计算公式：