[发明专利]一种基于混沌振子的电力系统谐波、间谐波检测与估计新方法

权利要求书

1.一种基于混沌振子的电力系统谐波与间谐波检测与估计新方法，包括以下步骤：

1.1对谐波、间谐波的检测与频率估计

1）以1.03为公比设定一组能够覆盖待测谐波、间谐波所在频段的数列a_n；

2）通过MATLAB软件对变步长双耦合Duffing系统进行编程实现，系统数学模型为说明书中公式（1），将包含有电力谐波与间谐波的待测数据加入到式（1）的s(t)项中，并采用四阶龙格库塔数值解法对式（1）进行求解，根据步骤1所设定的系统求解步长序列依次调整计算步长；

3）观察依次将系统求解步长设定为a_n时的系统时域输出信号，若有某连续两次的时域输出信号为标准的间歇混沌状态，则表明在此两个步长对应的频段间存在待测信号；

4）对于检测到某一谐波或间谐波进行频率估计，任选步骤（3）中此谐波或间谐波所对应的两个间歇混沌态时域输出中的一个输出信号，并测量此时域输出信号一个信号周期的时长T，将T代入说明书中公式（2），式（2）中的计算结果w即为待测信号的频率估计值；

1.2对于电力谐波、间谐波的幅值和相位估计是通过以下技术方案实现的：

1）通过MATLAB软件对变步长双耦合Duffing系统进行编程实现，系统数学模型为说明书中公式（3），式（3）中s(t)为待测信号，采样频率为fs，这里将角频率设定为0.4rad/s，是因为此参数下系统弱信号灵敏度最高，进而可以提高参数估计精度；

2）分别将式（3）中的内置策动力的初相位φ设定为0和，并采用四阶龙格库塔方程进行求解，设待估计的谐波或间谐波的频率为w₁，则求解步长设定为w₁/(0.4fs)；

3）观察系统内置策动力初相位φ分别设定为0和时的系统输出相图：若加入待测信号后系统保持混沌态，则以0.001的变化幅度（0.001是混沌振子对同频弱信号的最小分辨度）逐渐增大内置策动力幅值直至系统跃变到周期态，并记下此时的内置策动力幅值γ；若加入待测信号后系统相图变为周期态，则以0.001的变化幅度逐渐减小内置策动力幅值直至系统由周期态跃变到混沌态，并记下此时的内置策动力幅值γ；

4）将初相位为0和的检测系统加入待测信号后的系统相态跃变时的内置策动力幅值代入说明书中公式（4）、（5），计算结果a和φ分别为待测信号幅值和相位的估计值。

2.根据权利要1所述的一种基于混沌振子的电力系统谐波、间谐波检测与估计新方法，其特征在于，固定变步长双耦合Duffing系统的系统参数，通过依次将系统求解步长设定为a_n实现对电力谐波与间谐波的同步检测。

3.根据权利要1所述的一种基于混沌振子的电力系统谐波、间谐波检测与估计新方法，其特征在于，对于某一检测到的谐波或间谐波，其频率估计公式为说明书中公式（2），式（2）中计算结果w即为待测信号的频率估计值。

4.根据权利要1所述的一种基于混沌振子的电力系统谐波、间谐波检测与估计新方法，其特征在于，对于某一检测到的谐波或间谐波，其幅值和相位估计方法为，分别将式（3）中的内置策动力的初相位φ设定为0和π，并将待测信号加入到检测系统中能够并观察系统输出相图：若加入待测信号后系统保持混沌态，则以0.001的变化幅度（0.001是混沌振子对同频弱信号的最小分辨度）逐渐增大内置策动力幅值直至系统跃变到周期态，并记下此时的内置策动力幅值；若加入待测信号后系统相图变为周期态，则以0.001的变化幅度逐渐减小内置策动力幅值直至系统由周期态跃变到混沌态，并记下此时的内置策动力幅值。

5.根据权利要1所述的一种基于混沌振子的电力系统谐波、间谐波检测新方法，其特征在于，对于某一检测到的谐波或间谐波，其幅值和相位估计方公式为说明书中公式（4）、（5）。