[发明专利]一种改进的电动汽车充电非线性负荷谐波电能计量方法

摘要

本发明公开了一种电动汽车充电非线性负荷谐波电能计量方法，在傅里叶变换算法的基础上，通过采用时间刻度分析方法构造符合电动汽车充电特征分布的数据分析算法，检验非平稳信号的局部化特征，调节时窗和频窗的宽度，实现可变的时频域分辨率，对电动汽车非线性负荷充电谐波电能计量方法进行优化。识别并分离稳态谐波与非稳态谐波；对信号进行时频分解、分层与重构；达到全过程精确计量电能的目的。本发明能分离电动汽车充电运行时非线性负荷产生的稳态和非稳态谐波，通过时间刻度的伸缩和平移等运算，对电力谐波信号进行多刻度细化分析，解决傅里叶变换在电动汽车充电非线性负荷电能计量方面能力不足的问题，提高电动汽车充电电能计量的准确度。

主权项

1.一种改进的电动汽车充电非线性负荷谐波电能计量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对电动汽车充电非线性负荷谐波信号进行尺度分解对于电力谐波信号f(t)，将其分解为低频特征的逼近信号和高频特征的细节信号；将f(t)按照如下公式进行j尺度分解式中为尺度空间函数；ψ()为小波母函数；k为谐波序号；为尺度上的投影，实现信号对低频部分的分解；为小波空间上的投影，实现信号对高频部分的分解，t为时间，j表示分解的层数，2^‑j体现信号分辨率；步骤2：多分辨率分解实现谐波次数分离多分辨率分解划分每一层的频带，获得逼近参数与局部特征参数分别为其中，c_j,k为j尺度小波空间上k次谐波的逼近参数，d_j,k为j尺度小波空间上k次谐波的局部特征参数；k为谐波序号；m为尺度离散化的幂级数；c_j,m为j尺度小波空间上m次谐波的逼近参数，ψ_a,τ()为小波基函数，a为尺度因子，τ为平移因子；h()为尺度空间滤波函数，体现信号低通特性；g()为小波空间滤波函数，体现信号高通特性；式cj+1,k(k)与式dj+1,k(k)实现不同次数的谐波分离；步骤3：谐波重构经过分解后的各频带内包含不同的谐波成分，对各频带进行重构获取各次谐波，重构公式为重构后的各频带为不同各次谐波成分，达到稳态谐波与非稳态谐波的分离；步骤4：分解层数计算按照基频信号的频率和采样频率来确定分解层数，分解层数的公式为其中，fs为采样频率，f0为信号基频频率；步骤5：非线性负荷谐波计算非线性负荷谐波的电压和电流信号表示为：其中，j表示分解的层数；表示重构电压信号中刻度函数的系数；表示重构电流信号中刻度函数的系数；表示重构电压信号中i层分解的小波包变换系数；表示重构电流信号中i层分解的小波包变换系数，N表示信号采样点数；电能表中，电压u(t)、电流i(t)相乘，在时间上累加，谐波的有功功率为表示分解尺度为j时，第i个节点上频带内信号功率，即谐波的有功功率。