[发明专利]基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法

说明书

本发明公开了一种基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法，它包括：通过模数转换器将被测的电网电压电流信号从模拟信号转化为数字信号，得到N点长度的采样数据；对N点长度的采样数据进行加窗修正处理，得到加窗修正后的离散电压信号y(n)；利用双谱线插值FFT对离散电压信号y(n)进行频谱分析，求取修正后的基波频率和相位，得到电网电压同步信号；利用解析模式分解方法，提取并得到电压闪变包络信号的分量v(n)；对电压闪变包络信号的分量v(n)进行频谱分析，得到电压闪变包络信号的幅值修正函数和频率修正函数；本发明具有准确提取，检测精度高，抗干扰性强，可用于电压闪变的实时检测。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法。

背景技术

波动性负荷的应用导致电力系统中电压产生波动，照明设备发生闪变，对工业生产日常生活造成严重影响，是导致供、用电设备故障与失效的重要原因。闪变是当前电能质量的重要参数之一，对电压闪变进行准确测量，可为抑制和消除电压波动和闪变的影响提供科学依据，以便为电力系统采取措施提供预警。对于分离出电压波动信号的方法，现有的大部分检测算法所使用的都是基于IEC提出来的平方解调检波法。这种获取波动信号的方法简单加上其计算量较小，受到了广泛的应用，但是它的缺点是计算精度较低，如果需要提高计算精度则需要在算法中加入校正步骤来实现，这又导致整个算法结构复杂，计算速度慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法，以解决现有技术对于分离出电压波动信号采用基于IEC提出来的平方解调检波法，存在计算精度较低，如果需要提高计算精度则需要在算法中加入校正步骤来实现，这又导致整个算法结构复杂，计算速度慢等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法，它包括：

步骤S101，通过模数转换器将被测的电网电压电流信号从模拟信号转化为数字信号，得到N点长度的采样数据；

步骤S102，对N点长度的采样数据采用四项三阶Nuttall窗函数进行加窗修正处理，得到加窗修正后的离散电压信号y(n)；

步骤S103，利用双谱线插值FFT对修正后的离散电压信号y(n)进行频谱分析，求取修正后的基波频率和相位，得到电网电压同步信号；

步骤S104，利用解析模式分解方法，针对建立的电压闪变信号的调制模型，提取并得到电压闪变包络信号的分量v(n)；

步骤S105，利用四项三阶Nuttall窗和双谱线插值FFT对电压闪变包络信号的分量v(n)进行频谱分析，得到电压闪变包络信号的幅值修正函数和频率修正函数。

所述的一种基于加窗插值和解析模式分解的电压闪变包络检测方法，

所述的电压闪变信号的调制模型为：

式中：U₀为基波电压幅值，ω₀、θ₀为基波电压角频率和初相角；A(t)表示幅度值变化的信号；v(t)为闪变包络信号；h为波动分量的项数；m_j、ω_j、分别为第j项波动分量的幅值系数、角频率和相角；离散表达式为

式中：ω₀＝2πf₀/f_s；ω_j＝2πf_j/f_s；f₀为基波频率，f_s为信号采样频率，f_j为第j项闪变波动分量的频率。