[发明专利]基于二分搜索的电网同步谐波相量测量方法

权利要求书

1.一种基于二分搜索的电网同步谐波相量测量方法，其步骤为：

A、数据采集与预处理

在一个测量周期内，采样器从安装于电网上的电压或电流互感器采集得到电网的电压信号或电流信号，数值信号处理器对采集得到电网的电压信号或电流信号作为输入信号，对输入信号进行离散傅里叶变换得到输入信号的频谱，并对频谱进行最小二乘拟合得到输入信号的频域信号；

B、数值信号处理器根据A步得到的输入信号的频域信号，分别计算出t₁时刻输入信号的相位和t₂时刻的输入信号的相角并利用公式计算出电流的基波频率估计值及其K次谐波的频率估计值其中t₁、t₂分别为间隔小于预计的基波周期的两个时刻，K表示谐波的次数、为大于等于2且小于等于20的整数；

C、对估计频率修正值提取

数值信号处理器根据K次谐波的频率估计值f_k和A步得到的输入信号的频域信号，计算得到频率估计值f_k对应的幅值M_k；同时，根据A步中的输入信号的频域信号分别计算得到f_k-△f=f₁频率和f_k+△f=f₃频率对应的幅值M₁和M3；其中△f为迭代频率间隙；

D、二分法迭代计算谐波相量

将频率估计值f_k对应的幅值M_k、f₁频率对应的幅值M₁和f₃频率对应的幅值M₃，以幅值最大为目标，通过A步中的频域信号进行二分法迭代，得到迭代后的频率估计值f_k’及其对应的幅值M’_k，即测量出K次谐波的相量值。

2.如权利1所述的基于二分搜索的电网同步谐波相量测量方法，其特征在于：所述的步骤D中以幅值最大为目标，通过A步中的频域信号进行二分法迭代的具体做法是：

将计算得到的频率估计值f_k对应的幅值M_k、f₁频率对应的幅值M₁和f₃频率对应的幅值M₃进行比较：

D1、如果幅值M_k最大：

并且幅值M₁为最小，则令f₁=f_k，M₁=M_k，并将f_k与f₃之和的二分之一赋值给f_k，f₃保持不变；根据更新后的频率估计值f_k和A步中的频域信号重新计算其幅值，得到更新的幅值M_k；

或者幅值M₃为最小，则令f₃=f_k，M₃=M_k，并将f₁与f_k之和的二分之一赋值给f_k，f₁保持不变；根据更新后的频率估计值f_k和A步中的频域信号重新计算其幅值，得到更新的幅值M_k；

D2、如果M₃幅值最大：

若f₁与f_k未经过迭代运算，则直接将f₃与f₁之和的二分之一赋值给f₃；否则，f₁与f_k分别返回上次迭代运算前的值，并将f₃与f₁之和的二分之一赋值给f₃；

将更新后的频率估计值f₁、f_k与f₃根据A步中的频域信号重新计算其幅值，得到更新的幅值M₁、M_k与M₃；

D3、如果M₁幅值最大：

若f_k与f₃未经过迭代运算，则直接将f₁与f₃之和的二分之一赋值给f₁；否则，f_k与f₃分别返回上次迭代运算前的值，并将f₁与f₃之和的二分之一赋值给f₁；

将更新后的频率估计值f₁、f_k与f₃根据A步中的频域信号重新计算其幅值，得到更新的幅值M₁、M_k与M₃；

D4、计算误差比精度λ，其中max{M₁,M_k,M₃}表示M₁、M_k、M₃中的最大值；min{M₁,M_k,M₃}表示M₁、M_k、M₃中的最小值；

当误差比精度λ≥λ₀时，λ₀为设定的误差比精度的阈值，重复D1～D3的操作；否则，结束操作，得到的频率估计值f_k及其对应的幅值M_k即为测出的K次谐波的相量值。