[发明专利]一种间谐波在线监测方法和装置

说明书

本发明提供了一种间谐波在线监测方法和装置，先对获取的三相电压信号进行插值处理，然后计算插值处理后的电压在各频段的幅值，最后基于幅值对间谐波进行监测，不仅能实现间谐波的在线监测，而且频率分辨率高，监测结果准确；本发明提供的技术方案不仅能够对谐波进行在线监测，还可以实现间谐波的在线监测，谐波和间谐波的测量频段范围宽，可实现0‑9kHz范围内所有频段谐波和间谐波的在线监测；本发明提供的技术方案能够有效弥补当前间谐波测量缺失的现状，为调度主站实现电网信号的全频段监测提供指导和参考，为其今后针对性的分析和控制提供支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种间谐波在线监测方法和装置。

背景技术

当前，对于电网信号的特性仍然关注于高次谐波信号，并研究谐波监测和控制手段。电能质量监测装置、无功补偿设备等应用在一定程度上有效减少了电网的谐波含量，提升了电网的供电水平。但是随着特高压直流输电技术的快速发展，风电、光伏等新能源大规模接入电网，电力电子装置在电力系统中得到广泛应用，给电网注入了大量低频、高频和间谐波信号，整个电网所信号不再是纯粹的工频信号或者说高次谐波信号，而是呈现多种间谐波、高次谐波大量存在的宽频信号。

间谐波会危及供电系统的安全稳定运行，影响用电设备的正常稳定工作，如间谐波会引起电压电流波形畸变，降低负荷的功率因数，增加能量损耗；低于工频的间谐波会引起次同步振荡，导致发电机组跳闸等问题，对未触发次同步振荡的间谐波信号，如果长期存在也会导致发电机大轴疲劳并损害。尤其是随着大量新能源逆变器、高压直流输电技术的发展，电网中间谐波的含量日益提升，对电网造成的危害也日益严重。迫切需要对间谐波信号进行有效监测和控制。

现有技术中的电能质量装置虽然可以监测间谐波，但监测结果不准确，不能实现持续的在线监测，且其间谐波的分辨率较低，且计算的间谐波的总含量，缺乏完整的频谱测量。而且测控装置、同步相量测量单元(phasor Measure Unit，PMU)所测量的信号都是基于50Hz的工频信号，测控装置涉及13次谐波范围的电压、电流测量；同步相量测量单元涉及45-55Hz范围内部的工频基波向量测量，但随着光伏逆变器、风力发电机组以及柔性输电技术应用所导致的大量电力电子设备的引入，大量间谐波、快速瞬变的高次谐波含量日益增加，现有的测量技术难以有效测量这些宽频信号。虽然对同步相量测量单元进行局部改造实现了谐波/间谐波的在线监测，但由于同步相量测量单元自身功能的限制，往往局限于100Hz以内间谐波的测量，且分辨率仅为1Hz，不仅频率分辨率低，而且难以覆盖超过100Hz的超同步振荡测量的需求，同时也对PMU自身的工频基波分量的测量产生的影响。另外，随着大量电力电子设备在电网的应用，宽频信号的范围也会不断扩展，仅仅局限于100Hz以内显然无法满足未来发展需求。

发明内容

为了克服上述现有技术中的监测结果不准确、无法在线监测、以及频率分辨率低的不足，本发明提供一种间谐波在线监测方法和装置，先对获取的三相电压信号进行插值处理，然后计算插值后的电压在各频段的幅值，最后基于幅值对间谐波进行监测，不仅能实现间谐波的在线监测，而且频段分辨率高，监测结果准确。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种间谐波在线监测方法，包括：

对获取的三相电压信号进行插值处理；

计算插值后的电压在各频段的幅值；

基于所述幅值对间谐波进行监测。

所述三相电压信号的获取，包括：

采用逐点采样和批量读取的方式直接获取，或采用报文先缓存和再解析的方式从采样报文中获取。

所述对获取的三相电压信号进行插值处理，包括：

按照预设的时间窗将获取的三相电压信号进行缓存；

根据频谱监测需求设置插值数据点数；