[发明专利]基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法

权利要求书

1.基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：通过电流互感器，将电网中的电流转化为二次侧可供仪器测量的信号，再通过采样获得一定长度的离散信号；

步骤2：构造与离散信号长度一致的唯主瓣类窗函数；并对该窗的主瓣进行多项式拟合，得到主瓣频率与响度之间的关系；

步骤3；将步骤2所构造出的窗函数与离散信号相乘，并对乘积进行离散傅里叶变换(DFT)，获得信号的频谱信息；

步骤4；搜索频域上各峰值，通过类信噪比公式计算出峰值附近谱线相较于峰值的响度，所得响度图类似“小包”状；

步骤5；以一定数值的响度作为阈值截断各小包，通过所截断的宽度判断该频域内是否存在主瓣干扰；

步骤6；对于存在主瓣干扰的小包，将其一侧的阈值以下、-300dB以上的谱线按对称轴翻转至另一侧；并以对称的结果为依据，划分出非干扰区间；

步骤7；采用非干扰区间中的谱线建立插值公式，计算出偏移量δ，继而求解出谐波对应的频率、幅值、相角。

2.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤2中，唯主瓣类窗特征为：仅主瓣的峰值高于-300dB，所有旁瓣峰值均低于-300dB；允许零星波动的频点数值高于-300dB，但波动值不得高于-280dB。

3.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤2中，多项式拟合为：以各谱线数值相对于k＝0Hz谱线数值的响度作为自变量；以该谱线对应的频率作为因变量；

所述步骤2中，多项式拟合以各谱线的数值相对于谱线数值的响度作为自变量，以谱线对应的频率作为因变量，通过最小二乘法计算出其表达式；其结果形似：

其中：

h为拟合项数，c_h为每项相应的系数；

H为最大项数，该项 数的选择可视检测精度而定，一般7至10次即可；

x为主瓣上谱线的响度，单位为dB；

r(x)为响度为x的谱线对应的频率，单位为Hz。

4.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤3中，离散傅里叶变换的所选参数与窗函数的阶数有关，以8阶Blackman-Harris自卷积窗为例，所采用的DFT公式为：

其中，x(n)为离散信号；w(n)为离散的窗函数。

5.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤4中，类信噪比公式为：G＝20·lg(s/n)；其中，s为各谱线数值，n为局部最大值。

6.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤5中，阈值为：其数值比旁瓣的响度高80dB左右，且能够保证所有谐波的旁瓣在波动状态下，均无法超过该数值；

所述步骤5中，判断存在主瓣干扰的依据为：以阈值截断单个正弦波频域小包所得的宽度为基础，向上增加1至2根谱线作为裕度；若实际截断宽度大于该数值，则存在主瓣干扰；反之则不存在主瓣干扰。

7.根据权利要求1所述基于多项式拟合及非干扰区域划分的间谐波检测方法，其特征在于：所述步骤6中，按对称轴翻转为：通过步骤2建立的关系式求解出对称轴；将小包单侧的谱线：其数值在阈值以下、-300dB以上，以对称轴为基准进行对称；

所述“按对称轴翻转”分为两个步骤：

Step1 对称轴的构造部分，其特征为：以小包某一侧的谱线，其数值在阈值以下、-300dB以上，数值作为基础，通过多项式拟合计算出对应的“宽度”；然后将谱线的频率向小包内侧偏移相应宽度；平均各偏移结果，将均值所对应的谱线作为对称轴；

Step2 谱线对称部分，其特征为：将小包某一侧的谱线，其数值在阈值以下、-300dB以上，按照对称轴，对称至另一侧。