一种基波和谐波电能计量方法技术

本发明专利技术涉及一种基波和谐波电能计量方法，包括如下步骤：采样被测系统的一个周波的电压和电流值，经过一阶牛顿插值公式进行时域重采样，然后进行FFT分析，得到各次频域分量：电压实部Ureh、电压虚部Uimh、电流实部Ireh、电流虚部Iimh，将各分量进行频域幅值补偿得到Ure′h、Uim′h、Ire′h、Iimh′，最后计算得到基波、谐波电参量。该方法只需要进行简单的乘法、加法运算，没有复杂的方程求解和除法运算，运算量小，实现简便，易于定点实现。该方法已经通过MATLAB仿真实验验证，基波有、无功脉冲误差在±0.02％以内，谐波电压、电流幅值精度保持在±3％以内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统电能计量领域，具体涉及一种基波和谐波电能计量方法。
技术介绍
众所周知，谐波污染问题对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了一定威胁；所以，基波、谐波电参量准确检测和计量是电网电能计量的一项重要技术指标。近几年，新颁布的技术标准也对这一指标提出了更高的要求，如GB/T17215.302—2013对有功基波、谐波电能计量精度有明确要求，IEC62053-24:2014明确提出无功电能计量今后采用基波无功，且精度需最高满足0.5S等级要求。电力谐波分析通常采用FFT(快速傅里叶变换)算法，当出现非整周波的截断(即非同步采样)时会发生栅栏效应和频谱泄露，影响谐波分析精度。针对FFT分析算法的不足，目前普遍采用的解决办法是加窗频域插值法，即通过加窗函数可以消除频谱泄露引起的误差，通过频域插值算法可以消除栅栏效应引起的误差。已有技术的不足之处在于：如需获得高精度的基波、谐波电参量，就需要采用运算较为复杂的窗函数，如Blackman-Harris窗、Kaiser窗等，采用前者需要求解一元五次方程或一元七次方程，而采用后者需要求解超越方程，复杂方程的根的求解无疑加大了实现难度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基波和谐波电能计量方法，其特征在于包括如下步骤：S1.采样被测系统的一个周波的电压和电流值，采样点数为正整数M，将电压、电流信号模数转换成数字量；S2.将被采样的M点电压、电流值经过一阶牛顿插值公式进行时域重采样得到N点电压、电流值；S3.将步骤S2得到的N点电压、电流值进行FFT分析，得到各次频域分量：电压实部Ureh、电压虚部Uimh、电流实部Ireh、电流虚部Iimh；其中下标h表示谐波次数，为正整数，当h＝1时表示为基波分量；S4.将分量Ureh、Uimh、Ireh、Iimh进行频域幅值补偿得到Ure′h、Uim′h、Ire′h、Iim′h，满足Ure′h＝k·Ureh、Uim′h...

【技术特征摘要】
1.一种基波和谐波电能计量方法，其特征在于包括如下步骤：S1.采样被测系统的一个周波的电压和电流值，采样点数为正整数M，将电压、电流信号模数转换成数字量；S2.将被采样的M点电压、电流值经过一阶牛顿插值公式进行时域重采样得到N点电压、电流值；S3.将步骤S2得到的N点电压、电流值进行FFT分析，得到各次频域分量：电压实部Ureh、电压虚部Uimh、电流实部Ireh、电流虚部Iimh；其中下标h表示谐波次数，为正整数，当h＝1时表示为基波分量；S4.将分量Ureh、Uimh、Ireh、Iimh进行频域幅值补偿得到Ure′h、Uim′h、Ire′h、Iim′h，满足Ure′h＝k·Ureh、Uim′h＝k·Uimh、Ire′h＝k·Ireh、Iim′h＝k·Iimh，其中k是频域幅值补偿系数；S5.由Ure′h、Uim′h、Ire′h、Iim′h计算得到基波、谐波电参量。2.根据权利要求1所述的基波和谐波电能计量方法，其特征在于步骤S1中：信号基波频率为f′，模数转换采样频率为fs，N′＝fs/f′，表示向下取整。3.根据权利要求2所述的基波和谐波电能计量方法，其特征在于步骤S2中所述一阶牛顿插值公式满足如下公式：当N′＞N时：其中n＝0,1,2,...,N-1；当N′＜N时：其中n＝0,1,2,...,N-1；式中，x(m)为M点序列，经过上式插值后得到N点的y(n)序列。4.根据权利要求1所述的基波和谐波电能计量方法，其特征在于h＝1～63，h＝1表示基波电参量，h≥2表示谐波电参量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰文，汪龙峰，任智仁，黄杰，
申请(专利权)人：威胜集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43