本发明专利技术公开了基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法及装置，通过实时获取电流互感器输出的二次侧电流信号，其中，所述二次侧电流信号是通过所述电流互感器对一次侧电流信号进行测量所得到；对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一比值；基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，并基于所述最优一次侧电流比值，得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值；与现有技术相比，本发明专利技术的技术方案能实现对电流互感器一次侧电流中的一次侧直流偏磁电流值进行定量检测，提高对电力系统中一次侧直流偏磁电流值监测的准确性。直流偏磁电流值监测的准确性。直流偏磁电流值监测的准确性。
【技术实现步骤摘要】
基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法及装置
[0001]本专利技术涉及电力系统的
，特别是涉及基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法及装置。
技术介绍
[0002]随着我国特高压直流输电技术的快速发展和全面构建，当高压直流输电系统以单极大地回路运行时，将产生较大的直流进入到电力系统中，对一些关键的电磁设备产生较为严重的直流偏磁效应，影响电磁设备的准确性；除了直流输电技术，地磁暴感应产生的直流、人为产生的直流都会使电力系统中产生直流偏磁；当电流互感器一次绕组存在直流分量时，在交、直流磁通共同作用下，与偏磁方向相同的半波铁心饱和程度大幅增加，另一半波饱和程度减弱，导致励磁电流正负半波不对称，并产生大量谐波，电流互感器的比差、角差发生变化，传变特性变差，导致测量、电能计量出现偏差，影响电力系统电力用户的经济效益与市场公平性；因此为保证电力系统运行的可靠性和电力市场的公平性，对电力系统中的直流偏磁检测显得尤为重要。
[0003]由于剩磁或直流偏磁都会对电流互感器的传变特性产生影响，以往对影响电流互感器误差因素的研究，一般集中在对剩磁的检测方面，而很少涉及直流偏磁，且由于高压直流输电的发展，电力系统中不可避免地产生直流，并对电力设备产生一定的影响；因此，如何对电力系统中产生的直流偏磁进行定量监测，是目前亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法及装置，实现对电流互感器一次侧电流中的一次侧直流偏磁电流值进行定量检测，提高对电力系统中一次侧直流偏磁电流值监测的准确性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，包括：
[0006]实时获取电流互感器输出的二次侧电流信号，其中，所述二次侧电流信号是通过所述电流互感器对一次侧电流信号进行测量所得到；
[0007]对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一比值；
[0008]基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，并基于所述最优一次侧电流比值，得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值。
[0009]在一种可能的实现方式中，对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，具体包括：
[0010]对所述二次侧电流信号进行连续傅里叶变换处理，得到所述二次侧电流信号的频谱函数；
[0011]获取所述频谱函数中的二次谐波幅值和基波幅值，并计算所述二次谐波幅值和所述基波幅值的第一比值。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述二次谐波拟合曲线的预生成过程，具体包括：
[0013]对一次侧电流设置一次侧额定电流，以及不同的直流偏磁电流值，得到多组预设一次侧电流信号，其中，每组预设一次侧电流信号包括所述一次侧额定电流和所述直流偏磁电流值；
[0014]分别对所述每组预设一次侧电流信号进行仿真测量，得到对应的仿真二次侧直流信号；
[0015]对所述仿真二次侧直流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述仿真二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一仿真比值，直至完成对多组仿真二次侧直流信号的快速傅里叶变换谐波分析处理，得到多组第一仿真比值；
[0016]基于每组预设一次侧电流信号中对应的所述一次侧额定电流和所述直流偏磁电流值，计算一次侧电流比值，得到所述多组预设一次侧电流信号对应的多组一次侧电流比值；
[0017]对所述多组一次侧电流比值和所述多组第一仿真比值进行拟合处理，得到所述二次谐波拟合曲线。
[0018]在一种可能的实现方式中，基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，具体包括：
[0019]基于粒子群算法，求解所述第一比值与预生成的二次谐波拟合曲线中每个一次侧电流比值对应的适应度值，得到种群最优解；
[0020]更新粒子群中每个粒子的粒子速度和位置，并设置迭代处理，判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则基于所述种群最优解，输出最优一次侧电流比值，其中，所述最优一次侧电流比值包括第一最优一次侧电流比值和第二最优一次侧电流比值。
[0021]在一种可能的实现方式中，输出最优一次侧电流比值后，还包括：
[0022]将所述第一最优一次侧电流比值和所述第二最优一次侧电流比值进行对比；
[0023]若所述第一最优一次侧电流比值小于所述第二最优一次侧电流比值，则删除所述第二最优一次侧电流比值；
[0024]若所述第二最优一次侧电流比值小于所述第一最优一次侧电流比值，则删除所述第一最优一次侧电流比值。
[0025]在一种可能的实现方式中，基于所述最优一次侧电流比值，得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值，具体包括：
[0026]将所述最优一次侧电流比值代入预设的直流偏磁电流值计算公式中，计算得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值，其中，所述预设的直流偏磁电流值计算公式，如下所示：
[0027][0028]式中，k1为最优一次侧电流比值，I
n
为一次侧额定电流，I
d
为一次侧直流偏磁电流值。
[0029]本专利技术还提供了一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测装置，包括：
二次侧电流信号获取模块、谐波分析模块和直流偏磁电流值计算模块；
[0030]其中，所述二次侧电流信号获取模块，用于实时获取电流互感器输出的二次侧电流信号，其中，所述二次侧电流信号是通过所述电流互感器对一次侧电流信号进行测量所得到；
[0031]所述谐波分析模块，用于对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一比值；
[0032]所述直流偏磁电流值计算模块，用于基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，并基于所述最优一次侧电流比值，得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值。
[0033]在一种可能的实现方式中，所述谐波分析模块，用于对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，具体包括：
[0034]对所述二次侧电流信号进行连续傅里叶变换处理，得到所述二次侧电流信号的频谱函数；
[0035]获取所述频谱函数中的二次谐波幅值和基波幅值，并计算所述二次谐波幅值和所述基波幅值的第一比值。
[0036]在一种可能的实现方式中，所述直流偏磁电流值计算模块中所述二次谐波拟合曲线的预生成过程，具体包括：
[0037]对一次侧电流设置一次侧额定电流，以及不同的直流偏磁电流值，得到多组预设一次侧电流信号，其中，每组预设一次侧电流信号包括所述一次侧额定电流和所述直流偏磁电流值；
[0038]分别对所述每组预设一次侧电流信号进行仿真测量，得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，其特征在于，包括：实时获取电流互感器输出的二次侧电流信号，其中，所述二次侧电流信号是通过所述电流互感器对一次侧电流信号进行测量所得到；对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一比值；基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，并基于所述最优一次侧电流比值，得到所述一次侧电流信号的一次侧直流偏磁电流值。2.如权利要求1所述的一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，其特征在于，对所述二次侧电流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，具体包括：对所述二次侧电流信号进行连续傅里叶变换处理，得到所述二次侧电流信号的频谱函数；获取所述频谱函数中的二次谐波幅值和基波幅值，并计算所述二次谐波幅值和所述基波幅值的第一比值。3.如权利要求1所述的一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，其特征在于，所述二次谐波拟合曲线的预生成过程，具体包括：对一次侧电流设置一次侧额定电流，以及不同的直流偏磁电流值，得到多组预设一次侧电流信号，其中，每组预设一次侧电流信号包括所述一次侧额定电流和所述直流偏磁电流值；分别对所述每组预设一次侧电流信号进行仿真测量，得到对应的仿真二次侧直流信号；对所述仿真二次侧直流信号进行快速傅里叶变换谐波分析处理，得到所述仿真二次侧电流信号中二次谐波幅值与基波幅值的第一仿真比值，直至完成对多组仿真二次侧直流信号的快速傅里叶变换谐波分析处理，得到多组第一仿真比值；基于每组预设一次侧电流信号中对应的所述一次侧额定电流和所述直流偏磁电流值，计算一次侧电流比值，得到所述多组预设一次侧电流信号对应的多组一次侧电流比值；对所述多组一次侧电流比值和所述多组第一仿真比值进行拟合处理，得到所述二次谐波拟合曲线。4.如权利要求1所述的一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，其特征在于，基于粒子群算法，计算所述第一比值在预生成的二次谐波拟合曲线中的最优一次侧电流比值，具体包括：基于粒子群算法，求解所述第一比值与预生成的二次谐波拟合曲线中每个一次侧电流比值对应的适应度值，得到种群最优解；更新粒子群中每个粒子的粒子速度和位置，并设置迭代处理，判断当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若是，则基于所述种群最优解，输出最优一次侧电流比值，其中，所述最优一次侧电流比值包括第一最优一次侧电流比值和第二最优一次侧电流比值。5.如权利要求4所述的一种基于电流互感器二次谐波分量的直流偏磁监测方法，其特征在于，输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨路，宋强，张鼎衢，王岩，党三磊，杨劲锋，胡珊珊，陈峰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司计量中心，
类型：发明
国别省市：
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