[发明专利]一种调谐滤波器的失谐度检测方法

权利要求书

1.一种调谐滤波器的失谐度检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1：利用电压互感器TV1和TV2分别取出滤波电容器和电抗器上的电压u_C、u_L后，经过h次谐波电压幅值检测单元I、II，计算出u_C、u_L中的h次谐波分量的幅值U_Ch、U_Lh；

步骤2：由做差单元计算得到U_Ch、U_Lh的差值（U_Lh-U_Ch）；

步骤3：由求和单元计算得到U_Ch、U_Lh的和值（U_Lh+U_Ch）；

步骤4：将（U_Lh-U_Ch）与（U_Lh+U_Ch）经过除法运算单元后求得（U_Lh-U_Ch）/（U_Lh+U_Ch），即为滤波器在h次谐波频率下的失谐度。

2.根据权利要求1所述的调谐滤波器的失谐度检测方法，其特征在于，所述的步骤1中计算出u_C、u_L中的h次谐波分量的幅值U_Ch、U_Lh，具体按照以下步骤实施：

假设u_C（t）、u_L（t）中含有基波分量u_C1（t）、u_L1（t）和一系列谐波分量u_Cn（t）、u_Ln（t），其中h次谐波分量是要检测出来的目标谐波分量，以基波分量为相位参考基准，则原始信号u_C（t）、u_L（t）表达为：

uC(t)=uC1(t)+Σn≠huCn(t)+uCh(t)=A1sin(ωt)+Σn≠hAnsin(nωt+θn)+Ahsin(hωt+θh),]]>

uL(t)=uL1(t)+Σn≠huLn(t)+uLh(t)=B1sin(ωt)+Σn≠hBnsin(nωt+θn)+Bhsin(hωt+θh),]]>

将上式分解后得：

uC(t)=A1sin(ωt)+Σn≠hAnsin(nωt+θn)+[ahsin(hωt)+bhcos(hωt)],]]>

uL(t)=B1sin(ωt)+Σn≠hBnsin(nωt+θn)+[phsin(hωt)+qhcos(hωt)],]]>

采用窗口平移快速傅里叶变换，在时刻t时的h次谐波幅值在正弦和余弦正交坐标基上的分量表示为：

ah(t)=2T∫t-TtuC(t)sin(hωt)dt]]>

bh(t)=2T∫t-TtuC(t)cos(hωt)dt,]]>

ph(t)=2T∫t-TtuL(t)sin(hωt)dt]]>

qh(t)=2T∫t-TtuL(t)cos(hωt)dt,]]>

对上式作离散化处理，得：

ah(k)=2NΣi=k-N+1kuC(i)sin(h2πNi)]]>

bh(k)=2NΣi=k-N+1kuC(i)cos(h2πNi),]]>

ph(k)=2NΣi=k-N+1kuL(t)sin(h2πNi)]]>

qh(k)=2NΣi=k-N+1kuL(t)cos(h2πNi),]]>

令：

Δa_h(k)=a_h(k)-a_h(k-1)

Δb_h(k)=b_h(k)-b_h(k-1)

Δp_h(k)=p_h(k)-p_h(k-1)，

Δq_h(k)=q_h(k)-q_h(k-1)

则得到一组适用于微控制器的递推增量式检测算法：

uCh(k)=ah(k)sin(h2πNk)+bh(k)cos(h2πNk)]]>

uLh(k)=ph(k)sin(h2πNk)+qh(k)cos(h2πNk),]]>其中：

a_h(k)=a_h(k-1)+Δa_h(k)

b_h(k)=b_h(k-1)+Δb_h(k)

p_h(k)=p_h(k-1)+Δp_h(k)

q_h(k)=q_h(k-1)+Δq_h(k)，

Δah(k)=2N[uC(k)sin(h2πNk)-uC(k-1)sin(h2πN(k-N))]]]>

Δbh(k)=2N[uC(k)cos(h2πNk)-uC(k-1)cos(h2πN(k-N))]]]>

Δph(k)=2N[uL(k)sin(h2πNk)-uL(k-1)sin(h2πN(k-N))]]]>

Δqh(k)=2N[uL(k)sin(h2πNk)-uL(k-1)sin(h2πN(k-N))],]]>

式中，N为离散傅里叶变换的数据长度，即一个基波周期中原始信号的采样点数；

滤波电容器和电抗器上的电压u_C、u_L中的h次谐波分量的幅值U_Ch、U_Lh分别为：

UCh=ah(k)2+bh(k)2,]]>

ULh=ph(k)2+qh(k)2.]]>