[发明专利]一种可提高间谐波计算精度的错位分析加权法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电能质量分析和电力监控系统中间谐波的检测方法，尤其涉及一种可提高间谐波计算精度的错位分析加权法。

背景技术

电能质量，也叫电力质量，电力品质等，表现为电压、电流、频率等偏离理想值所引发的问题。谐波和间谐波是电能质量问题的一种。谐波即频率为工频整数倍的频谱分量，间谐波则是频率为工频非整数倍的分量。谐波和间谐波是电能质量中最突出的问题之一，谐波和间谐波的危害比较大，主要表现为降低电力设备的利用率，使电气设备以及导线振动、异响、发热，干扰继电保护装置和计算机系统，使测量和计量仪器误差加大，降低信号传输质量，干扰通信系统，增加电力网中谐振可能性，诱发过电压或过电流的危害，另外间谐波和波动频率在8～12Hz范围的谐波还会引起较大的闪变等。

目前检测谐波和间谐波的方法比较多，例如小波变换、模拟带通滤波、现代谱估计等，但最常用的还是快速傅立叶变换法，而且这也是目前标准中唯一明确规定采用的方法。1811年，法国科学家傅立叶(J.Fourier)在研究热传导理论时发表了“热的分析理论”著作，首次提出并证明了任何周期性函数均可展开为正弦级数的原理，即任何波形均可由多个正弦波叠加而成，从而奠定了傅立叶级数的理论基础。1965年，柯立和杜开（Cooleg & Tukey）研究DFT算法后，发表了一个新的计算方法，即利用复指数函数的周期性和对称性，充分利用中间计算结果，使傅立叶计算的工作量大大减少，即快速傅立叶变换法（FFT）。

即便都是采用FFT变换，不同厂家所采用的先决条件也不相同，例如连续采样分析和间隔式采样分析，分析的集合周波有2周波、4周波、8周波和10周波等几种，所加窗的类型有矩形窗（即不加窗）、汉宁窗、平顶窗等。IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-30中对谐波和间谐波的计算有明确规定，即硬件上要求同步采样，软件上要求50Hz/60Hz系统中采用10/12周波集合运算，在没有失步的情况下只允许加矩形窗（即不加窗），且必须采用FFT分解的方法。

在满足以上条件后，各厂家仍有技术细节不同，这也是导致不同厂家谐波和间谐波计算精度不同的一个主要原因。因此一个计算精度高，实时性好的谐波和间谐波检测方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高间谐波计算精度的错位分析加权法。

为实现上述目的，所述可提高间谐波计算精度的错位分析加权法，其特点是，所述错位分析加权法包括，

步骤一：根据计算第一组10周波的间谐波值；其中X′_i＝FFT(i,i+9)，X′_i+1＝FFT(i+1,i+1+9)；X(i,i+1)表示第一组10周波的间谐波值，X′_i表示对第i个周波至第i+9个周波进行FFT分解和计算得出的一组间谐波值，X′_i+1表示对第i+1个周波至第i+1+9个周波进行FFT分解和计算得出的另一组间谐波值；α、β分别代表X′_i和X′_i+1的加权系数；