[发明专利]一种电力系统间谐波测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能质量的在线检测领域，更具体地，涉及一种电力系统间谐波测量方法。

背景技术

电力系统中非线性负荷除了产生基频的整次谐波外，还可能产生基波频率的非整次谐波，即间谐波。根据IEC-61000-2-1，间谐波(Interharmonic)定义为：在电压和电流信号的谐波分量之间存在着频率与基波频率不成整数倍关系的信号，它表现为离散频谱或宽带频谱。电力系统中主要的间谐波源包括：变频调速装置；高压直流输电；电动机和电弧炉等。与谐波类似，间谐波不仅会影响无源滤波器工作、引起闪变问题，同时会增加电动机损耗，降低负荷功率因数。

针对间谐波特点，国内外学者提出了多种间谐波检测方法。而由于间谐波固有的非平稳性、频率难以预测、幅值往往远小于基波与谐波分量等特征，现阶段采用的改进FFT方法、基于二阶统计量的AR模型功率谱等方法，难以对间谐波进行精确检测，存在频谱泄漏、抗干扰性较差等不足。而较精确的基于高阶累积量的测量方法存在运算量大、难以满足电能质量在线检测实时性要求。

发明内容

本发明提供一种电力系统间谐波测量方法，该方法可提高间谐波在线检测的实时性，为电网的电能治理提供依据。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种电力系统间谐波测量方法，包括以下步骤：

1)将电网的三相电流和三相电压以采样频率fs和采样点数N进行实时采样，将采样所得的信号发送至A/D转换模块转换成数字信号并经过双口RAM传输模块发送至DSP处理模块；

2)根据步骤1)所得的电流和电压信号采用FFT方法进行间谐波检测，具体步骤如下：

21)将步骤1)中所得的采样信号作为原始信号；

22)计算基波和谐波的幅值、相位和频率；

23)计算基波和谐波的频域信号并作加窗处理；

24)从原始信号中减去步骤23)所得的基波和谐波频率信号，得到间谐波加窗后的频域信号；

25)计算步骤24)中所得间谐波加窗后的频或信号的幅值、相位和频率。

进一步地，所述步骤22)包括以下步骤：

221)获得基波和谐波信号；

222)将谐波信号进行加窗并对加窗后的函数进行连续傅里叶变换；

223)对连续傅里叶变换所得函数进行抽样，并作离散傅里叶变换；

224)采用多项式逼近法和双峰谱线修正法，得到幅值、相位和频率的修正公式。

进一步地，所述步骤23)采用Hanning窗计算基波和谐波的频域信号。

进一步地，所述步骤25)采用双峰谱线修正法计算间谐波的幅值、相位和频率。

进一步地，所述步骤25)后还包括步骤26)，所述步骤26)具体方法如下：判断步骤25)所得间谐波分量幅值是否收敛，若不收敛，则减去幅值最大的间谐波分量后再采用步骤25)的方法计算余下的间谐波分量的幅值、相位和频率，若收敛则停止计算，并将计算结果予以显示。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过采集电力系统中节点的电压、电流信号，考到基波和整次谐波对间谐波频谱泄漏的影响，以常规整次谐波测量方法计算所得结果为基础，直接从原始频域数据中滤除基波和整次谐波分量，无需进行第二次FFT计算，同时具有采样周期短、基于成熟FFT方法的特点，更易于在线实时测量中实现。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种电力系统间谐波测量方法，包括以下步骤：

1)将电网的三相电流和三相电压以采样频率fs和采样点数N进行实时采样，将采样所得的信号发送至A/D转换模块转换成数字信号并经过双口RAM传输模块发送至DSP处理模块；

2)根据步骤1)所得的电流和电压信号采用FFT方法进行间谐波检测，具体步骤如下：

21)将步骤1)中所得的采样信号作为原始信号；

22)计算基波和谐波的幅值、相位和频率；

221)获得基波和谐波信号：