电网谐波检测方法和电网谐波检测装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种电网谐波检测方法和电网谐波检测装置。该电网谐波检测方法，包括：步骤S11，获取待测电网中的交流电量模拟信号，并将模拟信号进行离散化处理，得到离散数据x(t)；步骤S13，在离散数据x(t)的基础上叠加多组不同的高斯白噪声信号ωi(t)，得到多组原始信号Xi(t)，并对多组原始信号Xi(t)分别进行经验模态分解，得到各阶固有模态函数分量；步骤S15，将多组原始信号Xi(t)分解得到的固有模态函数分量进行均值运算，得到第n次固有模态函数分量cn(t)；步骤S17，将第n次固有模态函数分量cn(t)代入一组原始信号X(t)，得到该组X(t)的谐波分解结果。本发明计算方法简单快捷，谐波检测精度高。
【专利说明】电网谐波检测方法和电网谐波检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种电网谐波检测方法和电网谐波检测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，由于非线性负载(如整流器、变频器等)的大量使用，用户侧的电能质量问题日益严重，其中以谐波污染最为严重。随着智能电网建设的推进，各种分布式电源(如小型光伏发电、光热发电、小型风力发电)、储能设备(如锂电池组、铅酸蓄电池组等)和电动汽车充电站、充电桩开始出现，这些设备并网运行，也给电网带来一定的谐波影响。
[0003]谐波污染给电网带来的各种影响具体表现在:降低供配电系统的效率，增加各级电网的损耗；给各种用电设备带来附加损耗，缩短寿命；影响各种表计的计量精度。另外，谐波还可能使各级继电保护装置误动和拒动，给电网带来严重后果。
[0004]为提高电能质量，必须首先准确检测出各种情况下的谐波分量，才有可能补偿这些谐波分量。因此，如何快速方便的检测出电网中谐波分量，一直是个重要的研究问题。但是由于电网谐波受到随机性、分布性和非平稳性等因素的影响，难以对其进行同步精确测量。
[0005]针对现有技术 中的电网谐波检测方法中检测精度较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种电网谐波检测方法和电网谐波检测装置，以解决电网谐波检测方法中检测精度较差的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电网谐波检测方法。该电网谐波检测方法，包括:
[0008]步骤S11，获取待测电网中的交流电量模拟信号，并将模拟信号进行离散化处理，得到离散数据X(t);
[0009]步骤S13，在离散数据X (t)的基础上叠加多组不同的高斯白噪声信号ο^α)，得到多组原始信号Xi⑴，Xi (t) =X⑴+ ω i (t)，并对多组原始信号Xi⑴分别进行经验模态分
解，得到各阶固有模态函数分
【权利要求】
1.一种电网谐波检测方法，其特征在于，包括 步骤SI I，获取待测电网中的交流电量模拟信号，并将所述模拟信号进行离散化处理， 得到离散数据x(t)； 步骤S13，在所述离散数据x(t)的基础上叠加多组不同的高斯白噪声信号COiU),得到多组原始信号Xi⑴，所述Xi (t) =x⑴+ ω i (t)，并对所述多组原始信号Xi⑴分别进行经验模态分解，得到各阶固有模态函数分量
2.根据权利要求1所述的电网谐波检测方法，其特征在于，所述步骤Sll包括: 初始化维数为2N的向量I2n ； 获取连续的2N个所述交流电量的采样值，这2N个采样值记为ik_(2N_D，L，ik_1; ik，将ik-(N-1)) L, ik-1 ;
将 ik-(N-1) ?
L, ik-!赋值给所述向量I2n的前N-1个元素，将
lk-(2N-l) J L，ik—N 赋值给向量I2n的后N个元素，所述向量I2n表示为JikK L ik_! ik ik_2N+1 L ik_N]； 将赋值后的所述向量I2n作为所述离散数据X (t)。
3.根据权利要求2所述的电网谐波检测方法，其特征在于，将赋值后的所述向量I2n作为所述离散数据X (t)之后还包括: 对赋值后的所述向量I2n执行所述步骤S13至所述步骤S17，得到谐波分解结果； 从得到的谐波分解结果中查询到工频50Hz的固有模态函数分量cf，Cf中第N个元素即为k时刻的基波分量ikf ； 利用公式itt=ik-1kf，计算得到k时刻的总谐波分量ikh。
4.根据权利要求3所述的电网谐波检测方法，其特征在于，得到谐波分解结果之后还可以包括: 从得到的谐波分解结果中查询到特定次谐波的固有模态函数分量cfn，cfn中第N个元素即为k时刻的基波分量ikfn。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电网谐波检测方法，其特征在于，获取连续的2N个所述交流电量的采样值包括: 实时采集交流电量，并记录所述交流电量的采样值； 将当前采集到的采样值记录为ik，从获取当前采样时刻之前连续2N-1个采样时刻的采样数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电网谐波检测方法，其特征在于，获取待测电网中的交流电量模拟信号包括: 获取一下任意一种电网电路中的交流电量模拟信号:单相电路、三相三线制电路和三相四线制电路中，其中所述交流电量包括电流信号和/或电压信号。
7.一种电网谐波检测装置，其特征在于，包括: 数据离散模块，用于获取待测电网中的交流电量模拟信号，并将所述模拟信号进行离散化处理，得到离散数据x(t)； 经验模态分解模块，用于在所述离散数据x(t)的基础上叠加多组不同的高斯白噪声信号《4)，得到多组原始信号\(0，所述\(0=1(0 + ?七)，并对所述多组原始信号Xi (t)分别进行经验模态分解，得到各阶固有模态函数分量
8.根据权利要求7所述的电网谐波检测装置，其特征在于，所述数据离散模块包括: 向量初始子模块，用于初始化维数为2N的向量I2n ； 数据采样子模块，用于获取连续的2N个所述交流电量的采样值，这2N个采样值记为ik-(2N-l)，L, ik-1, ik? ^ ik-(N-D) L, ik-1 ; 向量构建子模块，用于将ik-frD，L, Ik^1赋值给所述向量I2n的前N-1个元素，将ik-(2N-1).L, ik-N赋值给向量I?的后N个元素，所述向量I2n表示为:
[ik-(N-1) L ik-! ik ik-2N+i L ik-N]； 将赋值后的所述向量I2n作为所述离散数据X (t)。
9.根据权利要求8所述的电网谐波检测装置，其特征在于，还包括: 总谐波分量计算模块，用于将赋值后的所述向量I2n依次送入所述经验模态分解模块、所述均值运算模块、所述结果输出模块进行计算，得到谐波分解结果；从得到的谐波分解结果中查询到工频50Hz的固有模态函数分量cf，cf中第N个元素即为k时刻的基波分量ikf ；利用公式ikh=ik_ikf，计算得到k时刻的总谐波分量itt。
10.根据权利要求9所述的电网谐波检测装置，其特征在于，还包括: 特定次谐波分析模块，用于从得到的谐波分解结果中查询到特定次谐波的固有模态函数分量cfn，cfn中第N个元素即为k时刻的基波分量ikfn。
【文档编号】G01R23/16GK103901273SQ201210586346
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】白晓民, 董伟杰, 朱宁辉 申请人:白晓民, 董伟杰, 朱宁辉