[发明专利]电网谐波在线检测与分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种电网谐波在线检测与分析方法。

背景技术

谐波会导致公用电网中的元件产生附件的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，会影响各种电气设备的正常工作，会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大引发严重事故，会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确，还会对临近的通信系统产生干扰，轻则产生噪音，降低通信质量，重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。谐波导致各种各样事故和故障几率持续升高，已成为电力系统的一大公害，必须做好抑制和消除工作，但是前提是对电网中的谐波进行精确的检测和分析。

目前谐波的检测与分析方法有很多种，其中应用最广泛的是基于傅氏变换的频域分析法，这种方法一方面对采样周期中每个采样点的精度都有很高要求，一旦有采样点错误，必然导致最终的分析结果产生偏差，另一方面在时域转换为频域的过程中容易受到小信号干扰，分析结果的准确性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电网谐波在线检测与分析方法，可以解决现有电网谐波主要采用基于傅氏变换的频域分析法，导致分析结果的准确性不高的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

电网谐波在线检测与分析方法，包括以下步骤：

a. 采用电压互感器和示波器测量电网中并联电容器两端的电压值U，定义s(t)=U作为原始信号，其中t为示波器的采样时序点，大小为1到T的自然数；

b. 确定原始信号的所有极大值和极小值，采用三次样条曲线拟合方法，将原始信号的所有极大值拟合为一条光滑曲线，记为ma (t)，将原始信号的所有极小值拟合为一条光滑曲线，记为mi(t)；

c. 根据步骤b得到的ma(t)和mi(t)，计算平均值曲线m(t)，所述                                               ；

d. 计算原始信号的分解结果，所述分解结果=原始信号- m(t)；

e. 步骤d所得分解结果即为s(t)的一次分解结果h₁ (t)；将h₁ (t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤d，得到s(t)的二次分解结果h₂ (t)；再将h₂ (t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤d，得到s(t)的三次分解结果h₃ (t)；以此类推，将s(t)的i-1次分解结果h_i-1 (t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤d，得到s(t)的i次分解结果h_i (t)， i≥2；

f. 设定置信参数E，将步骤e所得h_i-1 (t)和h_i (t) 代入公式：，若公式成立，则终止计算；

g. 将h_i(t)记为s(t)的第一分量s₁(t)，将s(t)- s₁(t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤f，得到s(t)的第二分量s₂(t)；再将s(t)-s₁(t)- s₂(t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤f，得到s(t)的第三分量s₃(t)；以此类推，将s(t)-s₁(t)-……-s_j-2(t)- s_j-1(t)作为原始信号，重新执行步骤b至步骤f，得到s(t)的第j分量s_j(t)，j≥2，所述s_j(t)即为电网谐波的成分。

本发明的进一步改进方案是，步骤a先采用矢量网络分析仪测量电压互感器的传输特性，得到电压互感器的电压补偿因子P，再用电压互感器和高速数字示波器测量并联电容器两端的电压测量值U₁，计算得到并联电容器两端的电压实际值U= U₁﹡P。

本发明的更进一步改进方案是，步骤a还包括采用矢量网络分析仪测量电流互感器的传输特性，得到电流互感器的电流补偿因子Q，再用电流互感器和高速数字示波器测量并联电容器回路电流测量值I₁，计算得到并联电容回路电流实际值I= I₁*Q，进而计算得到并联电容的实际电容值，其中f为电网频率。

本发明的进一步改进方案是，步骤f中置信参数E的取值范围为0.2~0.3。