电力谐波测量方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电力谐波测量方法和系统，该方法包括：获得输入信号的原数据序列，并得到输入信号频率；根据预设的整理数据序列长度，在原数据序列中选取整数数据序列，获得整理数据序列；循环输出所述整理数据序列，得到循环整理数据序列，当整理数据序列循环输出长度达到预设的数据序列长度时，停止整理数据序循环输出；将循环整理数据序列乘以预设的窗口函数数据序列，得到窗口函数处理数据序列；用预设的谐波次数乘所述输入信号的频率给定点频率，对窗口函数处理数据序列进行多级点频滤波器滤波，对得到的多级点频滤波数据进行幅值检波，得到输入信号在预设的谐波次数的幅值。本发明对电力谐波具有较高的测量精度和较好的实时性。
【专利说明】电力谐波测量方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力谐波测量【技术领域】，特别是涉及一种电力谐波测量方法，以及一 种电力谐波测量系统。
【背景技术】
[0002] 电力谐波测量对电力系统具有重要意义，目前，傅立叶变换算法和加窗口函数处 理、是实现电力谐波测量的基本数学算法。傅立叶变换算法虽然是实现信号从时域到频域 计算的有效手段之一，但同时也存在着一定的局限性，存在如频谱泄漏问题。信号加窗口函 数处理可显著改善矩形窗口的频谱泄漏问题，但同时又很大程度上造成信号频域幅频谱分 辨率的下降，以及测量精度与测量实时性之间存在矛盾等问题。
【发明内容】
[0003] 基于此，本发明提供一种电力谐波测量方法和系统，具有较高的谐波测量精度和 较好的实时性。
[0004] 一种电力谐波测量方法，包括如下步骤：
[0005] 接收输入信号，获得所述输入信号的原数据序列，并测量所述原数据序列的频率， 得到所述输入信号频率；
[0006] 根据预设的整理数据序列长度，在所述原数据序列中选取整数数据序列，获得整 理数据序列；
[0007] 循环输出所述整理数据序列，得到循环整理数据序列，当整理数据序列循环输出 长度达到预设的数据序列长度时，停止整理数据序循环输出；
[0008] 将所述循环整理数据序列乘以预设的窗口函数数据序列，得到窗口函数处理数据 序列；
[0009] 用所述预设的谐波次数乘所述输入信号频率给定点频率，对所述窗口函数处理数 据序列进行预设的点频滤波级数的多级点频滤波器滤波，得到多级点频滤波数据；
[0010] 对所述多级点频滤波数据进行幅值检波，得到所述输入信号在所述预设的谐波次 数的幅值。
[0011] 一种电力谐波测量系统，其特征在于，包括：
[0012] 接收模块，用于接收输入信号，获得所述输入信号的原数据序列，并测量所述原数 据序列的频率，得到所述输入信号频率；
[0013] 选取模块，用于根据预设的整理数据序列长度，在所述原数据序列中选取整数数 据序列，获得整理数据序列；
[0014] 数据输出循环模块，用于循环输出所述整理数据序列，得到循环整理数据序列，当 整理数据序列循环输出长度达到预设的数据序列长度时，停止整理数据序循环输出；
[0015] 窗口处理模块，用于将所述循环整理数据序列乘以预设的窗口函数数据序列，得 到窗口函数处理数据序列；
[0016] 点频滤波模块，用于用所述预设的谐波次数乘所述输入信号频率给定点频率，对 所述窗口函数处理数据序列进行预设的点频滤波级数的多级点频滤波器滤波，得到多级点 频滤波数据；
[0017] 幅值检波模块，用于对所述多级点频滤波数据进行幅值检波，得到所述输入信号 在所述预设的谐波次数的幅值。
[0018] 上述电力谐波测量方法和系统，对输入信号的原数据序列进行整理，得到整理数 据序列，循环输出整理数据序列，之后信号乘以窗口函数数据序列，再进行多级点频滤波 器，对处理后的信号进行幅值检波，获得输入信号在所述预设的谐波次数的幅值，具有较高 的谐波测量精度和较好的实时性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明一种电力谐波测量方法在实施例一中的流程示意图。
[0020] 图2为本发明一种电力谐波测量方法在实施例二中的流程示意图。
[0021] 图3为图2中基波到30次谐波频率分析范围的示意图。
[0022] 图4为图2中LCR带通滤波器的电路示意图。
[0023] 图5为本发明一种电力谐波测量系统在实施例三中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于 此。
[0025] 实施例一
[0026] 如图1所示，是本发明一种电力谐波测量方法在实施例一的流程示意图，包括如 下步骤：
[0027] S11、接收输入信号，获得所述输入信号的原数据序列，并测量所述原数据序列的 频率，得到所述输入信号频率；
[0028] 按照预设的信号采样频率，对输入信号按预设的信号时间长度进行采样，得到原 数据序列。同时测量所述原数据序列的频率，得到所述输入信号频率。
[0029] S12、根据预设的整理数据序列长度，在所述原数据序列中选取整数数据序列，获 得整理数据序列；
[0030] 理想情况下,原数据序列长度对应的时间长度为点频率ω。周期长度的整倍数，但 实际上多数情况是不满足的。为了适应实际的情况，必须对原数据序列进行整理，也就是 按点频率ω。周期长度的整倍数，在原数据序列中选取一段整数数据出来，得到整理数据序 列。
[0031] 其中，通过预设的谐波次数乘所述输入信号频率给定点频率。
[0032] 在一较佳实施例中，还可包括步骤：
[0033] 根据下式计算得到所述整理数据序列长度并整数化：
[0034] L = (int) (ρ*Ρ)
[0035] 其中，L为所述整理数据序列长度，单位无量纲；
[0036]
【权利要求】
1. 一种电力谐波测量方法，其特征在于，包括如下步骤： 接收输入信号，获得所述输入信号的原数据序列，并测量所述原数据序列的频率，得到 输入信号频率； 根据预设的整理数据序列长度，在所述原数据序列中选取整数数据序列，获得整理数 据序列； 循环输出所述整理数据序列，得到循环整理数据序列，当整理数据序列循环输出长度 达到预设的数据序列长度时，停止整理数据序循环输出； 将所述循环整理数据序列乘以预设的窗口函数数据序列，得到窗口函数处理数据序 列； 用所述预设的谐波次数乘所述输入信号频率给定点频率，对所述窗口函数处理数据序 列进行预设的点频滤波级数的多级点频滤波器滤波，得到多级点频滤波数据； 对所述多级点频滤波数据进行幅值检波，得到所述输入信号在所述预设的谐波次数的 幅值。
2. 根据权利要求1所述的电力谐波测量方法，其特征在于，所述窗口函数数据序列为 四阶惯性环节的阶跃响应的数据序列：
其中，Yw(S)为四阶惯性环节的Laplace表达形式；Ta为预设的惯性常数，单位s;s为 复数频率单位； 计算所述窗口函数数据序列的差分方程为：
Ywl(n)、Yw2(n)、Yw3(n)、Yw4(n)分别为一阶、二阶、三阶、四阶惯性环节的阶跃响应数数据 序列，Yw (n)为所述窗口函数数据序列。
3. 根据权利要求1所述的电力谐波测量方法，其特征在于，所述点频滤波器为频率带 宽为零的带通滤波器，通过如下的LCR带通滤波器进行点频滤波：
其中，G,,(4为所述LCR带通滤波器Laplace表达形式 为所述LCR带通滤 R^-O 波器中的电阻，单位Q;S为复数频率单位；AB_3dB为预设的频率带宽，单位rad/s。
4. 一种电力谐波测量系统，其特征在于，包括： 接收模块，用于接收输入信号，获得所述输入信号的原数据序列，并测量所述原数据序 列的频率，得到所述输入信号频率； 选取模块，用于根据预设的整理数据序列长度，在所述原数据序列中选取整数数据序 列，获得整理数据序列； 数据输出循环模块，用于循环输出所述整理数据序列，得到循环整理数据序列，当整理 数据序列循环输出长度达到预设的数据序列长度时，停止整理数据序循环输出； 窗口处理模块，用于将所述循环整理数据序列乘以预设的窗口函数，得到窗口函数处 理数据序列； 点频滤波模块，用于用所述预设的谐波次数乘所述输入信号频率给定点频率，对所述 窗口函数处理数据序列进行预设的点频滤波级数的多级点频滤波器滤波，得到多级点频滤 波数据； 幅值检波模块，用于对所述多级点频滤波数据进行幅值检波，得到所述输入信号在所 述预设的谐波次数的幅值。
5. 根据权利要求4所述的电力谐波测量系统，其特征在于，所述窗口函数数据序列为 四阶惯性环节的阶跃响应的数据序列：
其中，Yw(S)为四阶惯性环节的Laplace表达形式；Ta为预设的惯性常数，单位s;s为 复数频率单位。 计算所述窗口函数数据序列的差分方程为：
Ywl(n)、Yw2(n)、Yw3(n)、Yw4(n)分别为一阶、二阶、三阶、四阶惯性环节的阶跃响应数数据 序列，Yw (n)为所述窗口函数数据序列。
6. 根据权利要求4所述的电力谐波测量系统，其特征在于，所述点频滤波器为频率带 宽为零的带通滤波器，通过如下的LCR带通滤波器进行点频滤波：
其中，为所述LCR带通滤波器Laplace表达形式 _为所述LCR带通滤 R-J-O 波器中的电阻，单位Q;s为复数频率单位；AB_3dB为预设的频率带宽，单位rad/s。
【文档编号】G01R23/165GK104267259SQ201410523102
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2014年9月30日
【发明者】李军, 庞志强, 万文军 申请人:广东电网有限责任公司电力科学研究院