電力諧波測量方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種電力諧波測量方法和系統，該方法包括：獲得輸入信號的原數據序列，并得到輸入信號頻率；根據預設的整理數據序列長度，在原數據序列中選取整數數據序列，獲得整理數據序列；循環輸出所述整理數據序列，得到循環整理數據序列，當整理數據序列循環輸出長度達到預設的數據序列長度時，停止整理數據序循環輸出；將循環整理數據序列乘以預設的窗口函數數據序列，得到窗口函數處理數據序列；用預設的諧波次數乘所述輸入信號的頻率給定點頻率，對窗口函數處理數據序列進行多級點頻濾波器濾波，對得到的多級點頻濾波數據進行幅值檢波，得到輸入信號在預設的諧波次數的幅值。本發明對電力諧波具有較高的測量精度和較好的實時性。
【專利說明】電力諧波測量方法和系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力諧波測量【技術領域】，特別是涉及一種電力諧波測量方法，以及一 種電力諧波測量系統。
【背景技術】
[0002] 電力諧波測量對電力系統具有重要意義，目前，傅立葉變換算法和加窗口函數處 理、是實現電力諧波測量的基本數學算法。傅立葉變換算法雖然是實現信號從時域到頻域 計算的有效手段之一，但同時也存在著一定的局限性，存在如頻譜泄漏問題。信號加窗口函 數處理可顯著改善矩形窗口的頻譜泄漏問題，但同時又很大程度上造成信號頻域幅頻譜分 辨率的下降，以及測量精度與測量實時性之間存在矛盾等問題。
【發明內容】
[0003] 基于此，本發明提供一種電力諧波測量方法和系統，具有較高的諧波測量精度和 較好的實時性。
[0004] 一種電力諧波測量方法，包括如下步驟：
[0005] 接收輸入信號，獲得所述輸入信號的原數據序列，并測量所述原數據序列的頻率， 得到所述輸入信號頻率；
[0006] 根據預設的整理數據序列長度，在所述原數據序列中選取整數數據序列，獲得整 理數據序列；
[0007] 循環輸出所述整理數據序列，得到循環整理數據序列，當整理數據序列循環輸出 長度達到預設的數據序列長度時，停止整理數據序循環輸出；
[0008] 將所述循環整理數據序列乘以預設的窗口函數數據序列，得到窗口函數處理數據 序列；
[0009] 用所述預設的諧波次數乘所述輸入信號頻率給定點頻率，對所述窗口函數處理數 據序列進行預設的點頻濾波級數的多級點頻濾波器濾波，得到多級點頻濾波數據；
[0010] 對所述多級點頻濾波數據進行幅值檢波，得到所述輸入信號在所述預設的諧波次 數的幅值。
[0011] 一種電力諧波測量系統，其特征在于，包括：
[0012] 接收模塊，用于接收輸入信號，獲得所述輸入信號的原數據序列，并測量所述原數 據序列的頻率，得到所述輸入信號頻率；
[0013] 選取模塊，用于根據預設的整理數據序列長度，在所述原數據序列中選取整數數 據序列，獲得整理數據序列；
[0014] 數據輸出循環模塊，用于循環輸出所述整理數據序列，得到循環整理數據序列，當 整理數據序列循環輸出長度達到預設的數據序列長度時，停止整理數據序循環輸出；
[0015] 窗口處理模塊，用于將所述循環整理數據序列乘以預設的窗口函數數據序列，得 到窗口函數處理數據序列；
[0016] 點頻濾波模塊，用于用所述預設的諧波次數乘所述輸入信號頻率給定點頻率，對 所述窗口函數處理數據序列進行預設的點頻濾波級數的多級點頻濾波器濾波，得到多級點 頻濾波數據；
[0017] 幅值檢波模塊，用于對所述多級點頻濾波數據進行幅值檢波，得到所述輸入信號 在所述預設的諧波次數的幅值。
[0018] 上述電力諧波測量方法和系統，對輸入信號的原數據序列進行整理，得到整理數 據序列，循環輸出整理數據序列，之后信號乘以窗口函數數據序列，再進行多級點頻濾波 器，對處理后的信號進行幅值檢波，獲得輸入信號在所述預設的諧波次數的幅值，具有較高 的諧波測量精度和較好的實時性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明一種電力諧波測量方法在實施例一中的流程示意圖。
[0020] 圖2為本發明一種電力諧波測量方法在實施例二中的流程示意圖。
[0021] 圖3為圖2中基波到30次諧波頻率分析范圍的示意圖。
[0022] 圖4為圖2中LCR帶通濾波器的電路示意圖。
[0023] 圖5為本發明一種電力諧波測量系統在實施例三中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限于 此。
[0025] 實施例一
[0026] 如圖1所示，是本發明一種電力諧波測量方法在實施例一的流程示意圖，包括如 下步驟：
[0027] S11、接收輸入信號，獲得所述輸入信號的原數據序列，并測量所述原數據序列的 頻率，得到所述輸入信號頻率；
[0028] 按照預設的信號采樣頻率，對輸入信號按預設的信號時間長度進行采樣，得到原 數據序列。同時測量所述原數據序列的頻率，得到所述輸入信號頻率。
[0029] S12、根據預設的整理數據序列長度，在所述原數據序列中選取整數數據序列，獲 得整理數據序列；
[0030] 理想情況下,原數據序列長度對應的時間長度為點頻率ω。周期長度的整倍數，但 實際上多數情況是不滿足的。為了適應實際的情況，必須對原數據序列進行整理，也就是 按點頻率ω。周期長度的整倍數，在原數據序列中選取一段整數數據出來，得到整理數據序 列。
[0031] 其中，通過預設的諧波次數乘所述輸入信號頻率給定點頻率。
[0032] 在一較佳實施例中，還可包括步驟：
[0033] 根據下式計算得到所述整理數據序列長度并整數化：
[0034] L = (int) (ρ*Ρ)
[0035] 其中，L為所述整理數據序列長度，單位無量綱；
[0036]
【權利要求】
1. 一種電力諧波測量方法，其特征在于，包括如下步驟： 接收輸入信號，獲得所述輸入信號的原數據序列，并測量所述原數據序列的頻率，得到 輸入信號頻率； 根據預設的整理數據序列長度，在所述原數據序列中選取整數數據序列，獲得整理數 據序列； 循環輸出所述整理數據序列，得到循環整理數據序列，當整理數據序列循環輸出長度 達到預設的數據序列長度時，停止整理數據序循環輸出； 將所述循環整理數據序列乘以預設的窗口函數數據序列，得到窗口函數處理數據序 列； 用所述預設的諧波次數乘所述輸入信號頻率給定點頻率，對所述窗口函數處理數據序 列進行預設的點頻濾波級數的多級點頻濾波器濾波，得到多級點頻濾波數據； 對所述多級點頻濾波數據進行幅值檢波，得到所述輸入信號在所述預設的諧波次數的 幅值。
2. 根據權利要求1所述的電力諧波測量方法，其特征在于，所述窗口函數數據序列為 四階慣性環節的階躍響應的數據序列：
其中，Yw(S)為四階慣性環節的Laplace表達形式；Ta為預設的慣性常數，單位s;s為 復數頻率單位； 計算所述窗口函數數據序列的差分方程為：
Ywl(n)、Yw2(n)、Yw3(n)、Yw4(n)分別為一階、二階、三階、四階慣性環節的階躍響應數數據 序列，Yw (n)為所述窗口函數數據序列。
3. 根據權利要求1所述的電力諧波測量方法，其特征在于，所述點頻濾波器為頻率帶 寬為零的帶通濾波器，通過如下的LCR帶通濾波器進行點頻濾波：
其中，G,,(4為所述LCR帶通濾波器Laplace表達形式 為所述LCR帶通濾 R^-O 波器中的電阻，單位Q;S為復數頻率單位；AB_3dB為預設的頻率帶寬，單位rad/s。
4. 一種電力諧波測量系統，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收輸入信號，獲得所述輸入信號的原數據序列，并測量所述原數據序 列的頻率，得到所述輸入信號頻率； 選取模塊，用于根據預設的整理數據序列長度，在所述原數據序列中選取整數數據序 列，獲得整理數據序列； 數據輸出循環模塊，用于循環輸出所述整理數據序列，得到循環整理數據序列，當整理 數據序列循環輸出長度達到預設的數據序列長度時，停止整理數據序循環輸出； 窗口處理模塊，用于將所述循環整理數據序列乘以預設的窗口函數，得到窗口函數處 理數據序列； 點頻濾波模塊，用于用所述預設的諧波次數乘所述輸入信號頻率給定點頻率，對所述 窗口函數處理數據序列進行預設的點頻濾波級數的多級點頻濾波器濾波，得到多級點頻濾 波數據； 幅值檢波模塊，用于對所述多級點頻濾波數據進行幅值檢波，得到所述輸入信號在所 述預設的諧波次數的幅值。
5. 根據權利要求4所述的電力諧波測量系統，其特征在于，所述窗口函數數據序列為 四階慣性環節的階躍響應的數據序列：
其中，Yw(S)為四階慣性環節的Laplace表達形式；Ta為預設的慣性常數，單位s;s為 復數頻率單位。 計算所述窗口函數數據序列的差分方程為：
Ywl(n)、Yw2(n)、Yw3(n)、Yw4(n)分別為一階、二階、三階、四階慣性環節的階躍響應數數據 序列，Yw (n)為所述窗口函數數據序列。
6. 根據權利要求4所述的電力諧波測量系統，其特征在于，所述點頻濾波器為頻率帶 寬為零的帶通濾波器，通過如下的LCR帶通濾波器進行點頻濾波：
其中，為所述LCR帶通濾波器Laplace表達形式 _為所述LCR帶通濾 R-J-O 波器中的電阻，單位Q;s為復數頻率單位；AB_3dB為預設的頻率帶寬，單位rad/s。
【文檔編號】G01R23/165GK104267259SQ201410523102
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】李軍, 龐志強, 萬文軍 申請人:廣東電網有限責任公司電力科學研究院
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