[发明专利]一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法

说明书

本发明公开了一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法，包括以下步骤，步骤一，利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号；步骤二，检测变压器低压侧的电压信号U(t)与电流信号I(t)；步骤三，根据滑动DFT算法，提取变压器低压侧电压电流信号中注入的谐波波形；步骤四，根据DFT提取谐波相位的公式，提取出电压电流谐波的相位，并计算它们的相位差；步骤五，根据计算得到的电压电流谐波相位差，对谐振点进行检测。本发明此方法只需要测量变压器低压侧的电压电流信号，操作简单，并且此处的电压电流信号较为容易测量。另外，此算法计算量小，完全满足实时在线检测低功耗的要求，该方法已被应用于实际工程中，并取得了很好的效果。

技术领域

本发明涉及配电网自动化系统领域，涉及一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法。

背景技术

在电力系统领域，为了减少系统的线路损耗，提高系统的品质因数，通常的做法是往电力系统中投切补偿电容来进行无功补偿。但是电力系统中通常存在大量的谐波源，当向系统中投入补偿电容时，系统的等效电路可能会与电容之间发生并联谐振，使谐振电流被放大，超出补偿电容的额定电流，从而导致电容设备过热损坏，同时会使系统的介质损耗增加，降低其他设备的使用寿命。因此，能够准确检测出系统的谐振点，为治理谐波源提供了依据，从而为改善系统的电能质量、提高设备的使用寿命提供了保证。

目前常用的谐振点检测工具多为专业设备，成本较高，检测到电压电流数据后，还需要将数据上传到上位机来进行谐波分析，不能够实现实时在线检测，并且检测速度较慢，检测过程复杂，灵活性较差。因此，急切需要发展一种能够实时在线检测谐振点的方法。

发明内容

本发明针对上述问题，克服现有技术的不足，提出一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法，该方法根据滑动DFT算法提取出的电压电流谐波的相位关系来对谐振点进行检测。该方法实现简单，只需测量出变压器低压侧的电压电流信号，即可检测出谐振点，可以实现实时在线谐振点的检测，同时，变压器低压侧的电压电流信号是很容易进行检测的。该方法不需要反复测试，操作简单，已经应用到实际的电力系统中，并且取得了很好的效果。

本发明通过计算电压电流谐波的相位关系来对谐振点进行检测。该方法首先利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号，同时检测变压器低压侧的电压电流信号，然后根据滑动DFT算法提取出谐波电压电流波形及其相位差，最后根据提取的相位差来对谐振点进行检测。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于电压电流谐波相位的谐振点检测方法，包括以下步骤，

步骤一，利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号。

步骤二，检测变压器低压侧的电压信号U(t)与电流信号I(t)。

步骤三，根据滑动DFT算法，提取变压器低压侧电压电流信号中的谐波波形。

步骤四，根据DFT提取谐波相位的公式，提取出电压电流谐波的相位，并计算它们的相位差。

步骤五，根据计算得到的电压电流谐波相位差，对谐振点进行检测。

进一步地，步骤三中的滑动DFT算法的公式为，

其中，a_k为提取的第k次谐波的实部，b_k为提取的第k次谐波的虚部，N为一个工频周波的采样点数，为第i个采样点的值，k为提取的谐波次数，T为一个工频周波的时间。

进一步地，步骤四中的DFT提取谐波相位的公式为，

电压电流各次谐波相位差的计算公式为