[发明专利]一种微电网谐波检测方法

说明书

本发明公开了一种微电网谐波检测方法，步骤为：1)通过微电网谐波信号采集系统对微电源并网处公共点的电压电流谐波信号进行采集；2)根据小波变换中的多分辨率分析思想，利用小波变换中的塔式方法对采集到的电压电流信号进行分解重构，得到一系列高频信号和低频子信号；3)对得到的低频子信号用经验模态分解法分解为一系列固有模态函数分量，再从中提取出基波分量和高次谐波分量；4)对提取的基波和高次谐波分量进行希尔伯特黄变换得到谐波的幅值、频率和相位信息。本发明弥补了小波变换在基小波选取的依赖性上的问题，改善了小波变换的频谱混叠，能够更为实时、精准地检测微电源并网的电流谐波。

技术领域

本发明属于模式识别领域，特别涉及一种基于小波变换和希伯尔特黄变换的微电网谐波检测方法。

背景技术

一直以来电力系统朝着高电压、超高电压、大电网、大容量机组的方向发展，但随着环境污染，能源危机的不断严重，运用清洁能源的小容量发电技术引起了人们的关注，微电网成为了影响电力系统改革的重要因素。

在微电网运行过程中，正是由于大量的电力电子器件的存在，非线性器件如整流器、逆变器除了产生正常的工频谐波(50HZ)以外还叠加了一系列的高次波形——谐波，造成谐波污染的发生，影响厂区设备的正常使用，还会影响二次仪表——压力、流量、可编程控制器以及智能控制器的正常显示，谐波的存在还有可能引起电动机或变压器设备过热。因此谐波对于微电网的危害不容忽视，研究准确有效的谐波检测方法，对实现微电网安全稳定运行有重要的意义。

现有工程实用的谐波检测方法大部分使用的仍是傅里叶变换法，傅里叶变换法是一种常用的经典信号分析法，它能将目标信号分解成多个不同频域正弦波和，方便人们对各个正弦波的研究。离散傅立叶变换原理简单易懂，计方速度较快，可以根据需要对我们要补偿的谐波进行选择，只要在同一周期下，就可以起到相应的作用。若周期太长，则测量结果将不会实时产生，将时间延长一个周期才能完成作用。在电网谐波分析中，一般用于分析稳定的谐波信号，对信号的局部畸变没有标定和度量的能力；只能显示其频域的信息无法提供其时域信息。而微电网中分布式电源如光伏电源，风力发电电源受外界影响较大，使微电网不仅含有稳态谐波，也存在一部分随机波动、不稳定谐波。在分析这些谐波时，基于傅立叶的谐波检测方法存在很大的局限性，不能给出这些谐波的时域信息。小波变换是在傅里叶变换的基础上改进得到的，小波变换直接将傅里叶变换无限长的三角函数基换成了有限长的会衰减的小波基。这样不仅能够获取频率，还可以定位到时间，即可以同时对信号时间和尺度进行分析，同时对信号的时间和频率表征局部特征，是一种具有多尺度分析特点的分析方法，但是小波变换对小波基的选取过于严格，最优小波基只有通过不断计方筛选才可得到，计方量大计方时间长因而实用性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电网谐波检测方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种新的微电网谐波检测方法，包括以下步骤：

步骤1、通过微电网谐波信号采集系统对微电源并网处公共点的电压电流谐波信号进行采集；

根据微电网的电网拓扑结构，确定微电源并网公共点，通过微电网谐波电量信号采集系统采集电压电流谐波信号。

步骤2、根据小波变换中的多分辨率分析思想，利用小波变换中的塔式方法对微电源并网公共点处采集到的电压电流信号进行分解重构，得到一系列高频信号和低频子信号；

根据小波变换中多分辨率分析思想，按照频带的不同将检测信号分成一系列子信号，并对子信号做离散傅里叶变换，利用小波变换中的塔式方法对采集到的谐波信号进行分解重构，由小波时域分解滤波器对信号进行分解，由小波频域重构滤波器对信号进行重构，得到一系列高频信号和低频子信号。

步骤3、对得到的低频子信号用经验模态分解法分解为一系列固有模态函数分量，再从中提取出基波分量和高次谐波分量；