专利名称：一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法
技术领域：
本发明涉及电能质量领域，尤其涉及一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法。
背景技术：
随着精密仪器和复杂电子设备的应用，用户越来越要求高质量和高可靠性的电能供应。近年来，随着国外先进设备的引进和应用及电子行业的发展，由电能质量问题引发的异常日益增多。电能质量(Power Quality)，从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。其可以定义为导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变(谐波)、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。近年来随着经济的飞速发展，电力负荷增长迅猛，用电负荷日趋复杂化和多样化， 越来越多的非线性、冲击性、不平衡和谐波丰富的应用设备相继接入电网，都会不同程度地影响到供电电网的电能质量。加之监控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，电能质量问题日益突出。目前，很多电力公司电能质量监测系统采用的都是基于PQView的数据库，PQView 是美国电科院研制的电能质量分析软件，该数据库中存储许多的电能质量监测数据，如何对从该数据库中采集到数据进行谐波的计算，是本申请的发明人致力于研究和解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，该计算方法能够实现从基于PQView的数据库中采样点数为64，五个周波的谐波指标计算。实现上述目的的技术方案是一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法， 其中，它包括以下步骤步骤1，定义一个基准值M ；步骤2，依次从基于PQView的数据库中读取五个周波的采样数据，包括三相电压和三相电流，并用k = 0，1，2表示这三相，初始时k = 0 ；步骤21，判断k是否小于3，若是，则进入步骤3，若不是，则直接结束；步骤3，对一相的一组数据进行傅立叶变换，得到五个周期的电压与电压相角值及电流与电流相角值，以及1到19次谐波的幅值和相位信息，将电压和电流分别存入数组
allBaSeI_M中，获取该组采样数据之前的已经计算的谐波数据组数num ；步骤31，判断谐波数组数num是否大于基准值M，若是，则进入步骤4，若不是，则该组数据的Vpcc值作为其背景谐波电压值Vs，然后结束；
步骤4，将M组数中最早存入数组对应的1到19次的电压值移除，然后依次将电压后移，并将该组数据的1到19次电压值依次放入数组allU_M的前19个位置， 对于基波电流，将最早存入数组allBaseI_M的电流移除，然后依次将电流后移，并将该组数据的基波电流值存入数组allBaseI_M的第一个位置；步骤5，获取最新M组的1到19次电压值和基波电流值；步骤6，对这M组基波电流值从大到小进行排序，并取第70%个大的电流值，并在数组allU_M中找到其对应的1到19次的电压值，并将这组电压值作为本组数据的1到19 次背景谐波电压参考值Vs;步骤61，判断各次的背景谐波电压参考值Vs是否大于Vpcc，若是，则判断power是否大于0，若是，则Vs = Vpcc* (0. 6+random)，然后进入步骤 7 ；若不是，则Vs = Vpcc* (0. 35+random)，然后进入步骤 7 ；若不是，则将此次背景谐波电压参考值Vs作为这组数据该次数的背景谐波电压值，然后进入步骤7;步骤7，计算各次背景谐波、用户谐波、电压含有率和谐波功率，k的数值加1，然后返回步骤31。上述的用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，其中，步骤7中，各次谐波功率根据第η次谐波功率的计算公式计算，公式为Pn υη λ/ Xcos^nl φη2),其中Un为第η次谐波电压幅值，In为第η次谐波电流幅值，礼为第η次谐波电压相角， 为第η次谐波电流相角；计算各次背景谐波、用户谐波和电压含有率通过各组各次谐波的幅值和相角得
出ο上述的用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，其中，计算各次谐波的幅值和相角时，其计算公式如下
_ b第η次谐波的幅值为I 2、h2 相角为」L的反正切角。
j bn , an本发明的有益效果是本发明能够从基于PQView的数据库中实现采样点数为64， 五个周波的谐波指标计算，通过该计算方法能够得到电能质量检测过程中所需的谐波数据，为电力公司对电能质量的治理提供科学的决策依据。
具体实施例方式下面将对本发明作进一步说明。一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，它包括以下步骤步骤1，定义一个基准值M ；步骤2，依次从基于PQView的数据库中读取五个周波的采样数据，包括三相电压和三相电流，并用k = 0，1，2表示这三相，初始时k = 0 ；步骤21，判断k是否小于3，若是，则进入步骤3，若不是，则直接结束；步骤3，对一相的一组数据进行傅立叶变换，得到五个周期的电压与电压相角值及电流与电流相角值，以及1到19次谐波的幅值和相位信息，将电压和电流分别存入数组 allU_M和allBaSeI_M中，获取该组采样数据之前的已经计算的谐波数据组数num ；步骤31，判断谐波数组数num是否大于基准值M，若是，则进入步骤4，若不是，则该组数据的Vpcc (谐波阻抗)值作为其背景谐波电压值Vs，然后结束；步骤4，将M组数中最早存入数组对应的1到19次的电压值移除，然后依次将电压后移，并将该组数据的1到19次电压值依次放入数组allU_M的前19个位置， 对于基波电流，将最早存入数组allBaseI_M的电流移除，然后依次将电流后移，并将该组数据的基波电流值存入数组allBaseI_M的第一个位置；步骤5，获取最新M组的1到19次电压值和基波电流值；步骤6，对这M组基波电流值从大到小进行排序，并取第70%个大的电流值，并在数组allU_M中找到其对应的1到19次的电压值，并将这组电压值作为本组数据的1到19 次背景谐波电压参考值Vs;步骤61，判断各次的背景谐波电压参考值Vs是否大于Vpcc，若是，则判断power (功率)是否大于0，若是，则Vs = Vpcc* (0. 6+random)，然后进入步骤 7 ；
若不是，则 Vs = Vpcc* (0. 35+random)，然后进入步骤 7 ；若不是，则将此次背景谐波电压参考值Vs作为这组数据该次数的背景谐波电压值，然后进入步骤7;步骤7，计算各次背景谐波、用户谐波、电压含有率和谐波功率，k的数值加1，然后返回步骤31。步骤7中，各次谐波功率根据第η次谐波功率的计算公式计算，公式为Pn υη λ/ Xcos^nl φη2),其中Un为第η次谐波电压幅值，In为第η次谐波电流幅值，礼为第η次谐波电压相角， 为第η次谐波电流相角；计算各次背景谐波、用户谐波和电压含有率通过各组各次谐波的幅值和相角得出，各次谐波的幅值和相角的计算公式如下
_ b第η次谐波的幅值为I 2、h2 相角为」L的反正切角。
j bn , an下面将对本发明中涉及到的傅立叶变换进行说明，设在一段连续时间内，对电压(或电流)进行均勻采样得到了采样序列{fk}，从中取出一个周期τ内的N个点，记为
0^fk— ο·> \·>····> Ν Γι .对于采样所得到的离散时间序列，其谐波系数计算如下此时若离散时间点为 k1-(采样时间间隔6 ^ )，在此离散时间点f (t)的采样值为f(k)，M_z dfxA:| fh根据离散时间序列{fk}的数据，可以由
权利要求
1.一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，其特征在于，它包括以下步骤 步骤1，定义一个基准值M ；步骤2，依次从基于PQView的数据库中读取五个周波的采样数据，包括三相电压和三相电流，并用k = 0，1，2表示这三相，初始时k = 0 ；步骤21，判断k是否小于3，若是，则进入步骤3，若不是，则直接结束； 步骤3，对一相的一组数据进行傅立叶变换，得到五个周期的电压与电压相角值及电流与电流相角值，以及1到19次谐波的幅值和相位信息，将电压和电流分别存入数组allU_M 和allBaSeI_M中，获取该组采样数据之前的已经计算的谐波数据组数num ；步骤31，判断谐波数组数num是否大于基准值M，若是，则进入步骤4，若不是，则该组数据的Vpcc值作为其背景谐波电压值Vs，然后结束；步骤4，将M组数中最早存入数组对应的1到19次的电压值移除，然后依次将电压后移，并将该组数据的1到19次电压值依次放入数组allU_M的前19个位置，对于基波电流，将最早存入数组allBaSeI_M&电流移除，然后依次将电流后移，并将该组数据的基波电流值存入数组allBaSeI_M的第一个位置；步骤5，获取最新M组的1到19次电压值和基波电流值；步骤6，对这M组基波电流值从大到小进行排序，并取第70%个大的电流值，并在数组 allU_M中找到其对应的1到19次的电压值，并将这组电压值作为本组数据的1到19次背景谐波电压参考值Vs;步骤61，判断各次的背景谐波电压参考值Vs是否大于Vpcc， 若是，则判断power是否大于0， 若是，则Vs = Vpcc* (0. 6+random)，然后进入步骤7 ； 若不是，则Vs = Vpcc* (0. 35+random)，然后进入步骤7 ；若不是，则将此次背景谐波电压参考值Vs作为这组数据该次数的背景谐波电压值，然后进入步骤7 ；步骤7，计算各次背景谐波、用户谐波、电压含有率和谐波功率，k的数值加1，然后返回步骤31。
2.根据权利要求1所述的用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，其特征在于， 步骤7中，各次谐波功率根据第η次谐波功率的计算公式计算，公式为Pn=Un XZnXCOS^nl -φη2),其中Un为第η次谐波电压幅值，In为第η次谐波电流幅值， 礼为第η次谐波电压相角，队2为第η次谐波电流相角；计算各次背景谐波、用户谐波和电压含有率通过各组各次谐波的幅值和相角得出。
3.根据权利要求2所述的用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，其特征在于， 计算各次谐波的幅值和相角时，其计算公式如下 第η次谐波的幅值为/ 2 , r 2 相角为」L的反正切角。 ^n+K , an
全文摘要
本发明公开了一种用于电能质量中64个采样点的谐波计算方法，包括以下步骤定义基准值M；从数据库中读取五个周波的采样数据；对数据进行傅立叶变换，得到信息并存入数组，获取该组采样数据前的谐波数据组数；将谐波数组数大于M的，将M组数中最早存入数组电压值以及基波电流移除，然后依次将它们后移，并将电压值依次放入数组前19个位置，将基波电流值存入数组第一个位置；获取最新M组的电压值和基波电流值，对其从大到小进行排序，并取第70％个大的电流值，在数组中找到其对应的电压值，将其作为本组数据的Vs；计算各次背景谐波、用户谐波、电压含有率和谐波功率。本发明能够实现从数据库中采样点数为64，五个周波的谐波指标计算。
文档编号G01R23/16GK102478601SQ20101055556
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者何维国, 奚永巍, 曹文, 王庆, 董瑞安, 陆如 申请人:上海久隆电力科技有限公司, 上海市电力公司