[发明专利]一种间谐波分析方法

说明书

本申请公开一种间谐波分析方法，方法包括：对电力系统的电压和电流信号进行离散傅里叶变换DFT分析，获得间谐波信号频谱图；根据所述间谐波信号频谱图，确定间谐波频率分析范围；对所述间谐波频率分析范围进行频段划分，根据采样原则，对划分后的频段设置采样参数；根据所述采样参数，对所述电压和电流信号进行数据采样，对所述电压和电流信号进行重构，得到所述间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子；根据所述衰减因子，进行数据筛选。本申请可以精确分析出间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子等信息，测量精度满足标准要求，具有良好的动态特性，对高次间谐波进行准确地测量。

技术领域

本申请涉及电力系统谐波测量技术领域，尤其涉及一种间谐波分析方法。

背景技术

随着电力电子器件和可再生能源的快速发展，风能和光伏等分布式电源和非线性负荷大量接入电力系统，使谐波和间谐波问题日益严重。

对电力系统而言，谐波和间谐波电流会造成电力设备和输配线路产生附加损耗，从而导致电能利用率和系统效率的降低；另外，谐波和间谐波会干扰电力系统中的继电保护和自动控制，容易导致设备的滞动或误动作，严重影响电力系统的供电可靠性；对用户而言，谐波和间谐波问题产生导致用户侧电压和电流波形畸变，无法满足用户对用电设备电能质量的要求，影响人们日常生活和生产，造成一定的经济损失，严重时，危及人身安全。

在电力系统中，间谐波含量少，但是间谐波毫无预控性，不仅具有谐波的危害，还易引起电压波动和闪变等更严重的危害。

针对以上问题，国内外制定了一系列关于谐波和间谐波的标准，其中间谐波限值的制定比谐波更加严格。谐波测量技术可以快速测量出电力系统中的谐波与间谐波参数，对解决谐波和间谐波问题起到十分重要的作用。但由于间谐波含量时刻变化，相比谐波，间谐波测量更加困难，针对间谐波测量技术的研究也相对较少。

快速傅立叶变换(FFT)是目前谐波和间谐波测量应用最广泛的方法，具有计算速度快、算法简单、易于微机实现等优点。但是该方法容易产生频谱泄漏和栅栏效应，导致误差增大；另外，对间谐波的测量频谱范围过大，导致分析度不高，无法准确测量出间谐波的幅值、频率等具体信息。

希伯特·黄变换(HHT)是一种能够处理非稳态非线性信号的方法，包括经验模态分解(EMD)和希伯特变换(HT)两个过程，具有适应度高和精度高等优点，但EMD过程会产生模态混叠和端点效应，严重影响分析结果的准确性。

发明内容

本申请提供了一种间谐波分析方法，可以精确分析间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子等信息。

一种间谐波分析方法，方法包括：

对电力系统的电压和电流信号进行离散傅里叶变换DFT分析，获得间谐波信号频谱图；

根据所述间谐波信号频谱图，确定间谐波频率分析范围；

对所述间谐波频率分析范围进行频段划分，根据采样原则，对划分后的频段设置采样参数；

根据所述采样参数，对所述电压和电流信号进行数据采样，利用指数函数的线性组合对所述电压和电流信号进行重构，得到所述间谐波的幅值、频率、初相角和衰减因子；

根据所述衰减因子，进行数据筛选，得到筛选结果。

优选的，所述离散傅里叶变换DFT分析为：

其中，N为采样点个数，x(n)为电力系统的电压和电流信号。

优选的，所述对所述间谐波频率分析范围进行频段划分，是指将所述间谐波频率分析范围划分为有限个频段。

优选的，所述采样原则具体为：采样频率为所述划分后的频段最高频率的4倍，采样时间大于所述划分后的频段最低频率对应周期的2倍。