一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法技术

本发明专利技术公开了一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，它包括：对待测电压、电流信号进行离散化，分别得到离散序列xu(kτ)和xi(kτ)；用长度为N/2的切比雪夫‑高斯卷积窗w(n)对离散序列加权，然后进行迭代离散傅里叶变换；由迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到基波电能P1；通过迭代计算检测各离散序列半周波的谐波，计算第i次谐波的电能Pi，其中i＝2，3，…，h，h是离散序列所含谐波的最高次数；完成半周波电能计量公式最后，累加各半周波的电能，即半周波畸变情况下的电能计量；解决了现有技术检测谐波的方法精度高，实现简单，但计算量大等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法
本专利技术属于电力
，尤其涉及一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法。
技术介绍
随着电力电子装置的广泛应用，各类非线性负载使得电网中的谐波和无功问题日益严重。谐波干扰电力系统的波形畸变，影响供用电设备的正常运行，增加供用电设备的损耗，降低电能使用效率。我国颁布的《电能质量公用电网谐波》的国家标准，对各级公用电网的谐波电压和用户注入电网的谐波电流均做出明确的规定。电力工业部颁发的《电网电能质量技术监督管理的规定》中第五条指出“因电网或用户用电原因引起的电能质量不符合国家标准时，按“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则及时处理，并贯穿于电网及用电设施设计、建设和生产的全过程”。因此，减小谐波电能损耗来提高电能使用效率是这类企业节能降耗的主要途径。而作为国家来说，则是通过科学的检测手段分辨出各个企业包括供电企业和用电企业的谐波源，分清是“谁污染”，然后才能由“谁治理”。因此实现半周波畸变情况的电能计量是非常必需且意义深远的。现阶段，检测电力系统谐波的方法很多。其中，基于瞬时无功理论的谐波检测算法已成为APF谐波检测的一种重要方法，但这种方法需要进行二次坐标变换，不能直接用于单相谐波的检测。利用离散傅里叶变换或快速傅里叶变换检测谐波的方法精度高，实现简单，但计算量大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：提供一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，以解决现有技术检测电力系统谐波采样基于瞬时无功理论的谐波检测算法已成为APF谐波检测的一种重要方法，但这种方法需要进行二次坐标变换，不能直接用于单相谐波的检测。利用离散傅里叶变换或快速傅里叶变换检测谐波的方法精度高，实现简单，但计算量大等技术问题。本专利技术技术方案：一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，它包括：步骤一：对待测电压、电流信号进行离散化，分别得到离散序列xu(kτ)和xi(kτ)，式中：k＝0,1,…,N/2-1，τ＝T/N，T为离散序列的周期，N是指离散序列一个周期内的采样点数；步骤二：用长度为N/2的切比雪夫-高斯卷积窗w(n)对离散序列加权，然后进行迭代离散傅里叶变换；步骤三：由迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到基波电能P1；步骤四：通过迭代计算检测各离散序列半周波的谐波，计算第i次谐波的电能Pi，其中i＝2，3，…，h，h是离散序列所含谐波的最高次数；步骤五：完成半周波电能计量公式若该半周波不存在谐波，则Pj＝0，其中j＝2,3,…,h，最后，累加各半周波的电能，即半周波畸变情况下的电能计量。步骤二中所述的长度为N/2的切比雪夫-高斯卷积窗w(n)，n＝0,1,2,…,N/4-1，由长度分别为N/4的切比雪夫窗和高斯窗卷积而获得，其公式为：w(n)＝w1(n)*w2(n)，其中w1(n)、w2(n)分别为切比雪夫窗和高斯窗的时域表达式。步骤三中各离散序列的基波分量中的A1、B1的求解方法为，设待测信号的基波到h次谐波的角频率分别为ω和hω，则迭代离散傅里叶变换得到：式中：Ncur是每次滑窗过程中所引入的新采样数据点的长度。步骤四中所述迭代公式的为：本专利技术有益效果：本专利技术对待测电压和电流信号进行离散化后得到离散序列，用长度为离散序列半周期长的切比雪夫-高斯卷积窗对离散序列加权截断后，然后进行迭代离散傅里叶变换检测该离散序列是否存在谐波，据此选择不同电能计量公式，最后合成电能计量公式，完成半周波畸变情况下的电能计量；本专利技术适合于半周波畸变情况的电能计量方法，具有简单易懂、计算速度更快、精度更高等特点，采用滑窗迭代离散傅里叶变换检测谐波，然后计算电能，完成半周波畸变情况下的电能计量，该方法计算速度快，易于微机实现；解决了现有技术检测电力系统谐波采样基于瞬时无功理论的谐波检测算法已成为APF谐波检测的一种重要方法，但这种方法需要进行二次坐标变换，不能直接用于单相谐波的检测。利用离散傅里叶变换或快速傅里叶变换检测谐波的方法精度高，实现简单，但计算量大等技术问题。附图说明图1为本专利技术流程示意图。具体实施方式一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，它包括：步骤一：对待测电压、电流信号进行离散化，分别得到离散序列xu(kτ)和xi(kτ)，式中：k＝0,1,…,N/2-1，τ＝T/N，T为离散序列的周期，N是指离散序列一个周期内的采样点数；步骤二：用长度为N/2的切比雪夫-高斯卷积窗w(n)对离散序列加权，然后进行迭代离散傅里叶变换；步骤三：由迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到基波电能P1；步骤四：通过迭代计算检测各离散序列半周波的谐波，计算第i次谐波的电能Pi，其中i＝2，3，…，h，h是离散序列所含谐波的最高次数；步骤五：完成半周波电能计量公式若该半周波不存在谐波，则Pj＝0，其中j＝2,3,…,h，最后，累加各半周波的电能，即半周波畸变情况下的电能计量。步骤二中所述的长度为N/2的切比雪夫-高斯卷积窗w(n)，n＝0,1,2,…,N/4-1，由长度分别为N/4的切比雪夫窗和高斯窗卷积而获得，其公式为：w(n)＝w1(n)*w2(n)，其中w1(n)、w2(n)分别为切比雪夫窗和高斯窗的时域表达式。步骤三中各离散序列的基波分量中的A1、B1的求解方法为，设待测信号的基波到h次谐波的角频率分别为ω和hω，则迭代离散傅里叶变换得到：式中：Ncur是每次滑窗过程中所引入的新采样数据点的长度。步骤四中所述迭代公式的为：下面结合附图1，对本专利技术技术方案进一步说明：第一步，对待测电压和电流信号进行离散化，得到离散序列xu(kτ)，xi(kτ)；第二步，用长度N/4＝256的切比雪夫窗w1(n)和高斯窗w2(n)卷积获得切比雪夫-高斯卷积窗w(n)：w(n)＝w1(n)*w2(n)；第三步，由滑窗迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到待测信号基波的电能P1＝5358.9kW/h；第四步，利用迭代公式完成离散序列半周波谐波的测量，并根据测量到的谐波，得到：P2＝0.2882kW/h，P3＝2.1930kW/h，P4＝0.2508kWh，P5＝4.6483kW/h；第五步，由半周波电能计量公式:计算得到该半周波电能P＝5366.2803kW/h，然后计算下个半周波的电能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，它包括：步骤一：对待测电压、电流信号进行离散化，分别得到离散序列xu(kτ)和xi(kτ)，式中：k＝0,1,…,N/2‑1，τ＝T/N，T为离散序列的周期，N是指离散序列一个周期内的采样点数；步骤二：用长度为N/2的切比雪夫‑高斯卷积窗w(n)对离散序列加权，然后进行迭代离散傅里叶变换；步骤三：由迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到基波电能P1；步骤四：通过迭代计算检测各离散序列半周波的谐波，计算第i次谐波的电能Pi，其中i＝2，3，…，h，h是离散序列所含谐波的最高次数；步骤五：完成半周波电能计量公式

【技术特征摘要】
1.一种适合于半周波畸变情况的电能计量方法，它包括：步骤一：对待测电压、电流信号进行离散化，分别得到离散序列xu(kτ)和xi(kτ)，式中：k＝0,1,…,N/2-1，τ＝T/N，T为离散序列的周期，N是指离散序列一个周期内的采样点数；步骤二：用长度为N/2的切比雪夫-高斯卷积窗w(n)对离散序列加权，然后进行迭代离散傅里叶变换；步骤三：由迭代离散傅里叶变换得到各离散序列的基波分量的A1、B1，并计算得到基波电能P1；步骤四：通过迭代计算检测各离散序列半周波的谐波，计算第i次谐波的电能Pi，其中i＝2，3，…，h，h是离散序列所含谐波的最高次数；步骤五：完成半周波电能计量公式若该半周波不存在谐波，则Pj＝0，其中j＝2,3,…,h，最后，累加各半周波的电能，即半周波畸变情况下的电能计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊玮，张秋雁，谈竹奎，张博，温和，欧家祥，杨沁晖，丁超，徐宏伟，丛中笑，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52