[发明专利]一种基于电压电流谐波相似度的谐振点检测方法

说明书

本发明公开了一种基于电压电流谐波相似度的谐振点检测方法，包括以下步骤，步骤一，利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号；步骤二，检测变压器低压侧的电压信号U(t)与电流信号I(t)；步骤三，根据滑动DFT算法，提取出测量信号中的电压电流谐波；步骤四，根据余弦相似度计算公式，计算电压电流谐波波形之间的相似度；步骤五，根据计算得到的电压电流谐波之间的相似度，来确定谐振点。本发明此方法实现简单，只需测量变压器低压侧的电压电流信号，另外，该方法计算量小，测量数据无需上传到主站，可本地进行分析，可以实现对谐振点的实时在线检测。

技术领域

本发明涉及配电网自动化系统领域，涉及一种基于电压电流谐波相似度的谐振点检测方法。

背景技术

功率因数是电力系统中一个很重要的性能指标，为了提高系统的功率因数，普遍的做法是向系统中投切无功补偿电容器组，并且一般根据系统不同的负载大小，来投入不同容量的电容器组，提高电力系统输电线路的电压，降低线路损耗，提高经济效益。但是由于电网系统中普遍存在谐波源，当向系统中投切补偿电容时，很可能导致系统与补偿电容发生之间并联谐振，导致补偿电容产生很大的谐振电流，从而烧毁补偿电容器，甚至损坏其他的一些电力设备、威胁操作人员的生命安全，造成严重的电力事故。因此，提前准确检测出系统的谐振点，对于抑制电网的谐振具有重要的意义。

目前已有公司和高校在谐振点检测方面取得了很多成果，并且已经制造出专门的检测设备，但是此类设备价格昂贵，检测过程操作复杂，速度较慢。当设备检测到所需的信号后，还要上传到主站来进行分析，检测过程具有滞后性，不能实时在线检测。因此，需要发展一种实现简单、能够实时在线检测谐振点的方法。

发明内容

本发明针对上述问题，克服现有技术的不足，提出一种基于电压电流谐波相似度的谐振点检测方法，该方法根据滑动DFT算法提取的电压电流谐波之间的相似性来确定谐振点。该方法实现简单，只需测量出变压器低压侧的电压电流信号，就能够实现谐振点的检测。另外，该方法计算量小，测量信号无需上传到主站，在本地设备即可进行分析，可实现实时在线检测，具有很好的工程实用性。

本发明通过计算电压电流谐波之间的相似度来检测谐振点。该方法首先利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号，同时检测变压器低压侧的电压电流信号，然后根据滑动DFT算法提取出电压电流信号中的谐波波形，最后根据电压电流谐波之间的相似度来检测谐振点。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种基于电压电流谐波相似度的谐振点检测方法，包括以下步骤，

步骤一，利用低频载波发送机向变压器低压侧注入幅值相等、频率不同的载波电流信号。

步骤二，检测变压器低压侧的电压信号U(t)与电流信号I(t)。

步骤三，根据滑动DFT算法，提取出测量信号中的电压电流谐波。

步骤四，根据余弦相似度计算公式，计算电压电流谐波波形之间的相似度。

步骤五，根据计算得到的电压电流谐波之间的相似度，来确定谐振点。

进一步地，步骤三中的滑动DFT算法的计算公式为，

其中，a_k代表第k次谐波的实部，b_k代表第k次谐波的虚部，N代表工频周期的数据点数，k代表谐波次数，T＝20ms。

进一步地，步骤四中的余弦相似度计算公式为，