[发明专利]一种电能谐波计量方法及系统

权利要求书

1.一种电能谐波计量方法，其特征在于，该计量方法包括以下步骤：

1)将待测电能信号转换成数字信号，并对其转换后的数字信号进行干扰信号滤除；

2)对经过步骤1)的干扰信号滤除操作的信号进行过零点检测，得到待测电能信号的基波频率；

3)基于得到的基波频率分离出待测电能信号的各次谐波电压信号和电流信号；

4)根据得到的各次谐波电压信号和电流信号进行电能谐波的计算。

2.根据权利要求1所述的电能谐波计量方法，其特征在于，所述步骤1)中干扰信号滤除包括直流分量、整数次谐波、非整数次谐波和噪声的滤除，直流分量的滤除采用的是高通滤波器；整数次谐波、非整数次谐波和噪声的滤除采用的是内插低通滤波器。

3.根据权利要求2所述的电能谐波计量方法，其特征在于，所述的内插低通滤波器包括整形滤波器和去镜像滤波器，所述整形滤波器和去镜像滤波器均采用有限脉冲响应滤波器，整形滤波器和去镜像滤波器的传递函数分别为：

式中：h_p(k)是原型滤波器的冲激函数，h_ir(k)是去镜像滤波器的冲激函数，M是h_p(k)插0的个数，N_p是整形滤波器系数个数，N_ir是去镜像滤波器系数个数。

4.根据权利要求1或3所述的电能谐波计量方法，其特征在于，所述步骤2)中基波频率所采用的计算公式为：

f_c是基波频率，f_s是信号采样频率，a、b是采样点索引，y_a、y_b是对应索引的采样值，y_a*y_a+1＜0且y_a＞0，y_b*y_b+1＜0且y_b＞0，a＜b，可知由正值变负值的过零点在a和a+1之间。

5.根据权利要求1或3所述的电能谐波计量方法，其特征在于，所述步骤3)中采用中心频点可调的二阶带通滤波器进行各次谐波电压信号和电流信号的分离，该中心频点可调的二阶带通滤波器的传递函数为：

w＝2πf_h/fs是谐波的角频率，f_s是信号采样频率，f_c是基波频率，f_h＝hf_c是第h次谐波频率，参数A控制带通滤波器的阻带衰减，参数值A越大，带通滤波器的阻带衰减也就越大。

6.一种电能谐波计量系统，其特征在于，该系统包括模数转换模块、去直流模块、内插低通滤波器、过零检测模块、谐波分量分离模块和计算模块；所述的模数转换模块用于将待测电能信号转换成数字信号；所述去直流模块用于对转换后的数字信号进行直流分量的滤除；所述内插低通滤波器用于对直流分量的滤除后的信号进行整数次谐波、非整数次谐波和噪声的滤除；所述过零检测模块用于对内插低通滤波器滤除后的信号进行过零检测，得到待测电能信号的基波频率；所述谐波分量分离模块用于根据所述基波频率分离出待测电能信号的各次谐波电压信号和电流信号；所述计算模块用于根据得到的各次谐波电压信号和电流信号进行电能谐波的计算。

7.根据权利要求6所述的电能谐波计量系统，其特征在于，所述去直流模块采用高通滤波器。

8.根据权利要求6所述的电能谐波计量系统，其特征在于，所述的内插低通滤波器包括整形滤波器和去镜像滤波器，所述整形滤波器和去镜像滤波器均采用有限脉冲响应滤波器，整形滤波器和去镜像滤波器的传递函数分别为：

式中：h_p(k)是原型滤波器的冲激函数，h_ir(k)是去镜像滤波器的冲激函数，M是h_p(k)插0的个数，N_p是整形滤波器系数个数，N_ir是去镜像滤波器系数个数。