一种谐波电能检测方法和自适应滤波器技术

本发明专利技术公开了一种谐波电能检测方法和自适应滤波器，属于电网技术领域。本发明专利技术通过自适应滤波器，对基波信号和谐波信号进行检测，不仅减少了基波和高次谐波的影响，降低了计算成本，从而降低了谐波电能检测的成本，进一步的，还在FFT处理后通过反馈当前的基波频率到自适应滤波器，实现非正弦条件下的谐波电能检测计量，能够减少谐波检测时基波及高次谐波的干扰，降低计算量，提高非正弦条件下电能计量的准确度。的准确度。的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种谐波电能检测方法和自适应滤波器


[0001]本专利技术涉及电网
，特别涉及一种谐波电能检测方法和自适应滤波器。

技术介绍

[0002]随着家用电器的发展，许多非线性负荷大量接入居民电网，造成电网产生大量谐波畸变干扰，对当前电能计量的准确性提出挑战，因此准确的对谐波进行检测并计量电能对当前电力行业具有重要意义。
[0003]现有的谐波分析通常采用FFT(快速傅里叶变换)实现谐波分析，但是由于实际电网信号往往含有丰富的谐波分量，而且谐波分量的幅值一般为基波分量的百分之几或更小。当通过现有技术所提供的方法进行非同步采样时，基波分量的频谱泄漏将严重影响谐波分量，谐波分量之间也会发生相互泄漏，导致谐波分析误差增加，降低了谐波电能检测的可靠性和准确性，从而进一步降低了电量检测的准确性，且在采用现有的方法实现谐波分析，避免谐波分量之间也会发生相互泄漏的过程中，计算量较大，从而会提高谐波电能检测的成本。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种谐波电能检测方法和自适应滤波器。所述技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种谐波电能检测方法，所述方法包括：
[0006]通过自适应滤波器，对电网中的原始信号进行分离，获得所述原始信号的基波信号与谐波信号；
[0007]计算所述基波信号和所述谐波信号的电能，并根据所述基波信号的电能和所述谐波信号的电能，计算所述原始信号的电能；
[0008]根据所述谐波信号的谐波参数，获取所述基波信号的基波参数；
[0009]根据所述基波参数，调节所述自适应滤波器。
[0010]可选的，所述计算所述基波信号的电能包括：
[0011]对基波信号进行FFT处理，得到基波参数u1和i1，及其正交分量u1’
和i1’
；
[0012]根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能。
[0013]可选的，所述计算所述谐波信号的电能包括：
[0014]对所述谐波信号进行加窗FFT分析，得到各次谐波参数u
m
和i
m
，及其正交分量u
m
’
和i
m
’
；
[0015]根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能；
[0016]其中，所述m为谐波次数，所述m为正整数。
[0017]可选的，所述根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能包括：
[0018]通过以下公式计算基波信号的有功功率P1：
[0019]P1＝0.5
×
(u1i1+u'1i'1)；
[0020]通过以下公式计算基波信号的电能E
pf
：
[0021]E
pf
＝P1×
t；
[0022]所述根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能包括：
[0023]通过以下公式计算谐波信号的有功功率P
m
：
[0024]P
m
＝0.5
×
(u
m
i
m
+u'
m
i'
m
)；
[0025]通过以下公式计算谐波信号的电能E
ph
：
[0026][0027]其中，t为时间。
[0028]可选的，所述谐波参数包括实时谐波信号点的频率，所述基波参数包括实时基波信号点的频率，所述根据所述谐波信号的谐波参数，获取所述基波信号的基波参数包括：
[0029]获取所述谐波参数中预设频率区间内，满足预设条件的实时谐波信号点的频率；
[0030]设置所述满足预设条件的实时谐波信号点的频率，为所述实时基波信号点的频率。
[0031]可选的，所述自适应滤波器配置RLS算法，所述根据所述基波参数，调节所述自适应滤波器包括：
[0032]根据所述实时基波信号点的频率，作为所述RLS算法的输入参数。
[0033]可选的，所述计算所述基波信号和所述谐波信号的电能之前，所述方法还包括：
[0034]对所述谐波信号使用低通滤波器以滤除高次谐波；
[0035]其中，所述低通滤波器的阶数为10阶，其截止频率为650Hz。
[0036]可选的，所述对所述谐波信号进行加窗FFT分析过程中，窗函数为：
[0037][0038]其中，1≦n≦N，N为采样点数。
[0039]另一方面，提供了一种自适应滤波器，所述自适应滤波器包括自适应滤波模块，还包括：
[0040]分离模块，用于通过所述自适应滤波模块，对电网中的原始信号进行分离，获得所述原始信号的基波信号与谐波信号；
[0041]计算模块，用于计算所述基波信号和所述谐波信号的电能，并根据所述基波信号的电能和所述谐波信号的电能，计算所述原始信号的电能；
[0042]获取模块，用于根据所述谐波信号的谐波参数，获取所述基波信号的基波参数；
[0043]调节模块，用于根据所述基波参数，调节所述自适应滤波模块。
[0044]可选的，所述计算模块具体用于：
[0045]所述计算所述基波信号的电能，包括：
[0046]对基波信号进行FFT处理，得到基波参数u1和i1，及其正交分量u1’
和i1’
；
[0047]根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能；
[0048]计算所述谐波信号的电能，包括：
[0049]对所述谐波信号进行加窗FFT分析，得到各次谐波参数u
m
和i
m
，及其正交分量u
m
’
和i
m
’
；
[0050]根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能；
[0051]其中，所述m为谐波次数，所述m为正整数。
[0052]可选的，所述计算模块具体用于：
[0053]根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能，包括：
[0054]通过以下公式计算基波信号的有功功率P1：
[0055]P1＝0.5
×
(u1i1+u'1i'1)；
[0056]通过以下公式计算基波信号的电能E
pf
：
[0057]E
pf
＝P1×
t；
[0058]根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能，包括：
[0059]通过以下公式计算谐波信号的有功功率P
m
：
[0060]P
m
＝0.5
×
(u
m
i
m
+u'
m
i'
m
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐波电能检测方法，其特征在于，所述方法包括：通过自适应滤波器，对电网中的原始信号进行分离，获得所述原始信号的基波信号与谐波信号；计算所述基波信号和所述谐波信号的电能，并根据所述基波信号的电能和所述谐波信号的电能，计算所述原始信号的电能；根据所述谐波信号的谐波参数，获取所述基波信号的基波参数；根据所述基波参数，调节所述自适应滤波器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述基波信号的电能包括：对基波信号进行FFT处理，得到基波参数u1和i1，及其正交分量u1’
和i1’
；根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述谐波信号的电能包括：对所述谐波信号进行加窗FFT分析，得到各次谐波参数u
m
和i
m
，及其正交分量u
m
’
和i
m
’
；根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能；其中，所述m为谐波次数，所述m为正整数。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述基波参数，使用单相瞬时功率法，计算所述基波信号的电能包括：通过以下公式计算基波信号的有功功率P1：P1＝0.5
×
(u1i1+u'1i'1)；通过以下公式计算基波信号的电能E
pf
：E
pf
＝P1×
t；所述根据所述各次谐波参数，使用单相瞬时功率法，计算谐波信号的电能包括：通过以下公式计算谐波信号的有功功率P
m
：P
m
＝0.5
×
(u
m
i
m
+u'
m
i'
m
)；通过以下公式计算谐波信号的电能E
ph
：其中，t为时间。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述谐波参数包括实时谐波信号点的频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵四海，曹献炜，李建炜，常兴智，张军，王再望，党政军，罗长荣，马强，钟大磊，
申请(专利权)人：宁夏隆基宁光仪表股份有限公司，
类型：发明
国别省市：