[发明专利]一种谐波测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种谐波测量方法，包括根据采样的电压，计算基波频率；根据基波频率，计算每周波的采样点数N；根据采样点数N，计算出2～13次电压谐波幅值和电流谐波幅值；同一电压或电流通道取N个同次谐波幅值的平均值作为该次谐波测量结果。同时公开了相应的系统。本发明先计算出基波频率，再依据基波频率求取每周波采样点数N，进而计算出各采样通道多次谐波幅值，谐波计算结果求取平均值，大大减小了测量误差。

技术领域

本发明涉及一种谐波测量方法及系统，属于电力系统二次设备领域。

背景技术

基于嵌入式的微机测控装置目前已广泛应用在电力系统变电站、发电厂等场所，从而实现了变电站无人值守和少人值守。电力系统具有时变和非线性特性。测控装置的测量精度，对维护电力系统安全、稳定运行有着重要意义。

电力系统要求测控装置长时间可靠运行，测控装置必须采用嵌入式，这就决定了测控装置性能有限，不可能进行运算量巨大的运算任务。谐波会降低供电设备的寿命，增加输、供和用电设备的额外附加损耗，使设备的温度过热；同时谐波会引起继电保护及自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，导致可靠性降低，容易造成系统事故，故谐波的监测尤为重要。

谐波测量常用的FFT算法，虽然可精确测量谐波幅值，但由于运算量巨大，在嵌入式装置中未能很好应用。故目前大多数测控装置，在电力系统频率偏移50Hz时，测量出的谐波幅值误差过大，一般大于5％。

发明内容

本发明提供了一种谐波测量方法及系统，解决了在频率偏移时，测量出的谐波幅值误差过大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种谐波测量方法，包括，

根据采样的电压，计算基波频率；

根据基波频率，计算每周波的采样点数N；

根据采样点数N，计算出电压谐波幅值和电流谐波幅值；

计算N个电压谐波幅值的平均值和N个电流谐波幅值的平均值，将平均值作为谐波测量结果。

根据采样的电压，利用傅氏算法计算基波频率。

计算基波频率的公式为，

其中，f为基波频率，f_o为额定频率，ΔAng为经历时间t采样电压对应的正序电压角度变化；

ΔAng＝Δω*t

其中，Δω为正序电压角速度。

根据采样点数N，利用傅氏算法计算出电压谐波幅值和电流谐波幅值。

谐波幅值的计算公式为，

其中，为谐波幅值，x(k)为采样电压或电流，k为采样点序号，ω₀为额定角速度，Δt为采样间隔，m为谐波次数。

根据采样点数N，利用傅氏算法计算出I1～I2次电压谐波幅值和I1～I2次电流谐波幅值；计算同一电压通道N个Ii次电压谐波幅值的平均值，计算同一电流通道N个Ii次电流谐波幅值的平均值，将N个Ii次电压谐波幅值的平均值和电流谐波幅值的平均值作为Ii次谐波测量结果，其中，I1≤Ii≤I2。

I1～I2次为2～13次。

响应于电力系统频率偏移，每周波的采样点数四舍五入取整。

一种谐波测量系统，包括，

基波频率模块：根据采样的电压，计算基波频率；

每周波采样点数修正模块：根据基波频率，计算每周波的采样点数N；