[发明专利]一种谐波电能的计量方法

摘要

本发明提出的谐波电能的计量方法，属于电能计量技术领域，首先对来自电网的电压、电流信号中通过低通滤波对基波进行分离，采用高通滤波对谐波信号进行分离，得到基波电流和基波电压以及总谐波电流和总谐波电压；使用无限长脉冲响应带通滤波方法，从上述总谐波电流和总谐波电压中分离得到需计量的子谐波电流和子谐波电压；根据不同的需计量的谐波频率得到不同次谐波的子谐波电流和子谐波电压；根据基波电流信号和基波电压信号，计算出电网的各种数据。本发明方法的开销小于传统的快速傅立叶变换方法。

主权项

1.一种谐波电能的计量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)对来自电网的电压、电流信号中通过低通滤波对基波进行分离，采用高通滤波对谐波信号进行分离，得到基波电流和基波电压以及总谐波电流和总谐波电压；(2)使用无限长脉冲响应带通滤波方法，从上述总谐波电流和总谐波电压中分离得到需计量的子谐波电流和子谐波电压，所述的带通滤波的传递函数为：$H_{\mathrm{BP}}\left(z\right)=\frac{1-a}{2}\frac{1-z^{-2}}{1+{\mathrm{bz}}^{-1}+{\mathrm{az}}^{-2}},$ 式中，a和b为根据需计量的谐波成分设定的系数，0＜a＜1，b＝-cos(2πfe)·(1+a)＝-cos(2πfh/fs)·(1+a)，fe＝fh/fs，π为圆周率，fh为需计量的谐波频率，fe为需计量的谐波归一化频率，fs为对来自电网的电压、电流信号进行采样的频率，z-1，z-2为延迟单元；(3)根据不同的需计量的谐波频率fh1，fh2，fh3，……，重复步骤(2)，得到不同次谐波的子谐波电流和子谐波电压；(4)当电网的电流、电压的基波频率发生变化时，测量得到电网电流、电压的基波频率变化量Δfh，根据变化量对上述系数b进行修正，得到修正后的系数：B＝b+Δb＝-cos(2π(fh+Δfh)/fs)·(1+a)，Δb为b的修正量，Δfh为谐波频率的变化量，并根据修正后的系数B，重复上述步骤(2)和(3)，计算不同次谐波的子谐波电流和子谐波电压；(5)根据上述基波电流信号和基波电压信号，计算出电网的基波的功率、基波电流有效值、基波电压有效值、基波能量；根据上述总谐波电流信号和总谐波电压信号，计算出电网的谐波的总功率、谐波电流总有效值、谐波电压总有效值、谐波总能量；根据上述各次谐波的子谐波电流信号和各次谐波的子谐波电压信号，分别计算出电网的各次谐波的功率、各次谐波电流有效值、各次谐波电压有效值、各次谐波能量。