[发明专利]一种谐波与间谐波的检测方法

说明书

本发明公开了一种谐波与间谐波检测方法，包括：S1、对输入的原始信号进行采样得到离散信号序列；S2、构建谐波与间谐波模型；S3、对离散信号序列进行谱估计，得到模型中的基波角频率、各次谐波与间谐波所对应的角频率，以及谐波与间谐波个数；S4、通过对模型中幅值与相位参数的最优解进行分层递进求解，获取模型中幅值与相位的值；S5、根据所求参数值确定所述谐波与间谐波模型。本发明在求取谐波与间谐波的幅度与相位最优解时，采用了分层搜索的方法，由粗到细，首先确定最优解附近的初步估计值，然后再以该初步估计值为起点采用生产者、跟踪者、逃逸者三种搜索模式在不同搜索角度使用不同搜索步长进行搜索，大大提高了谐波与间谐波检测的准确性。

技术领域

本发明属于电气信息检测领域，更具体地，涉及一种谐波与间谐波的检测方法。

背景技术

随着现代信息技术和工业自动化技术的发展，大量电力电子设备和非线性设备投入电网，并在电网中产生谐波和间谐波。谐波与间谐波不仅会使电网效率降低，而且会引起电网的串并联谐振，严重时甚至会烧毁用电设备，对工业生产和社会安全造成很大隐患。所以，要使电力电子和非线性设备稳定工作，减少不必要的损失，实现对谐波与间谐波的快速精确测量是非常重要的前提。

目前常用的谐波与间谐波的检测方法有基于快速傅里叶变换(Fast FourierTransform，FFT)的检测方法和基于最小二乘法(Recursive Least Square，RLS)的检测方法。但是基于FFT的方法在检测过程中难以实现间谐波的同步采样，会出现频谱混叠、泄露以及栅栏效应等问题，影响检测精度。而基于RLS的方法在计算过程中会通过计算导函数的零点来计算最优解。当方程的未知数比较多时，会产生很多不确定的解，导致检测出现较大误差。

综上所述，提供一种更为精准的谐波与间谐波检测方法是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种谐波与间谐波的检测方法，旨在解决目前谐波与间谐波检测精度不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种谐波与间谐波的检测方法，包括以下步骤：

S1、对输入的原始信号进行采样得到离散信号序列；

S2、构建谐波与间谐波模型；

S3、对步骤S1所得的离散信号序列进行谱估计，得到所述谐波与间谐波模型中的基波角频率、各次谐波与间谐波所对应的角频率，以及谐波与间谐波的个数；优选地，可以对离散信号序列进行AR谱估计，能够准确获取谐波与间谐波频率；

S4、基于步骤S1所得的离散信号序列通过对所述谐波与间谐波模型中幅值与相位参数的最优解进行分层递进求解，获取模型中幅值与相位的值；这种求解最优解的方法由粗到细对最优解进行搜索，对于未知数较多的场景，可以更加精确的得到最优解。

S5、根据步骤S3、S4所得的谐波与间谐波参数值确定所述谐波与间谐波模型。

优选地，谐波与间谐波模型如下：

其中，N为谐波与间谐波的个数，V_n为对应的谐波信号波形的幅值，为对应的谐波相位，ω为基波的角频率，b_n表示基波角频率的倍数，其中n为1到N之间的整数，N为大于等于1的正整数。通过确定N、V_n、b_n、ω这些参数，即可确定谐波与间谐波模型，进而完成对谐波与间谐波的检测。

优选地，步骤S4中对所述谐波与间谐波模型中幅值与相位参数的最优解进行分层递进求解的步骤包括：

S41、构建残差平方和模型对谐波与间谐波模型中的幅值和相位进行初步估计，得到谐波与间谐波模型中幅值与相位参数的初步估计值；