[发明专利]一种基于小波变换的电网谐波电流动态补偿方法

说明书

本发明提供了一种基于小波变换的电网谐波电流动态补偿方法，该方法首先对采样的电网电流进行小波变换分析，采用Matllat算法对电网电流数据进行分解，分离出电网电流中基波电流的小波系数；然后从基波电流的小波系数中选取相差120°的三个小波系数，利用正弦波相位特征对这三个小波系数进行运算，得到基波电流补偿系数；将基波电流的小波系数单独重构，计算出电网电流中的基波电流，采用基波电流补偿系数对基波电流进行补偿，得到高精度的实时基波电流；从电网电流中减去基波电流得到电网中高精度谐波电流。本发明解决了采用小波变换进行谐波电流实时检测时动态性能较差的缺点，能有效提高小波变换电网谐波电流实时检测的精度，提高其动态响应性能。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种基于小波变换的电网谐波电流动态补偿方法。

技术背景

随着社会、经济的发展，越来越多的电力电子设备被应用到电力系统中，这些非线性负载的大量应用，使得电网中的谐波电流大量增加，对电网造成严重的谐波污染，极大的降低了电能质量。电网中的谐波电流对电力系统的安全和经济运行带来极大的危害。一方面，电力系统中的谐波电流给电能的生产和传输带来危害，同时也影响电子设备的正常运行；另一方面，谐波电流也造成电能的极大浪费，带来环境污染。对于电力系统中的谐波治理和电能质量分析，需要实时检测电网中的谐波电流。

小波变换作为一种变分辨率的时频联合分析手段，在电力系统谐波电流检测中得到了成功的应用。在应用到实时谐波检测时，需要对数据进行边界扩展，由于电网电流周期性的特点，经常采用周期扩展的方法对数据进行扩展。如果电网电流是稳定的，将电网电流数据进行周期扩展可以取得较好的效果，但是当电网电流发生变化时，将电网电流数据进行周期扩展会导致谐波电流检测会产生误差，动态检测精度降低，谐波检测有一个周期的滞后。因此，针对小波变换谐波检测动态性能较差的缺点，需要对小波变换实时谐波检测进行改进，以提高其实时检测精度。

发明内容

本发明提出一种基于小波变换的电网谐波电流动态补偿方法，该方法主要解决采用小波变换检测电网谐波电流时，当电网电流发生变化时，提高谐波电流检测精度，同时保证电网电流不发生变化时，检测精度不变，保证小波变换谐波电流检测获得最佳检测精度。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：提出一种采用电网基波电流相位信息对小波变换谐波电流检测进行补偿的方法，该方法利用正弦波相位相差120°的特征对基波电流进行补偿，提高谐波电流检测精度。

本发明提出的技术方案具体步骤包括：

步骤1：对电网电流进行数据采样得到电网电流离散信号；

步骤2：采用Mallat算法对电网电流离散信号进行小波变换分解；

步骤3：重复步骤2进行小波剩余系数分解，直到小波剩余系数中只包含基波电流成分；

步骤4：从基波电流的小波系数c_n，k中选取相位相差120°的三个小波系数，并利用正弦波相位特征对这三个小波系数进行运算得到基波电流补偿系数；

步骤5：对分离出的基波电流小波系数单独进行重构，得到时域基波电流信号；

步骤6：采用基波电流补偿系数对时域基波电流信号进行实时动态补偿，获得高精度基波电流信号；

步骤7：从原电网电流信号中减高精度基波电流信号得到谐波电流信号；

作为优选，步骤1中所述对对电网电流进行数据采样具体为：

电网电流采样频率为f_s进行采样，得到电网电流离散信号x_N，离散信号x_N中包含的最高频率为f_H＝f_s/2；

作为优选，步骤2中所述采用Mallat算法对电网电流离散信号进行小波变换分解具体为：