【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电，尤其是一种海上风电网络宽频谐波的测量方法。
技术介绍
1、大规模海上风电场产生的谐波与电网背景谐波交互影响，可引起谐波放大及超标问题，对电网安全稳定和用电负荷的经济运行构成了严重的威胁。风机变流器多采用脉宽调制技术，海上风电经电力电子变流器并网将大量引入宽频域、高频次谐波；同时这些海上风电场通常经由电缆汇集并入电网，电缆分布电容大，当海上风电场发射的谐波频次升高时，电缆分布参数的感容耦合作用不可忽略，由此造成的谐波放大将影响电网的安全稳定运行，造成了高抗渗油、设备跳闸等事件，严重影响电网和设备的安全稳定运行。
2、谐波/间谐波通常由传统非线性负荷与电力电子设备产生，晶闸管整流装置、变频装置等通常会发射大量谐波，晶闸管交流调速装置、电弧类负荷等通常会发射大量间谐波。在新型电力系统下，谐波发射更是呈现出“宽频域”、“高频次”、“广分布”的新特征，且谐波发射特性也日趋多样化，如：风电场侧谐波电压水平、谐波电压与电流相位夹角以及谐波阻抗在不同电压等级具有不同特征。因此，海上风电谐波发射特性尚不明确，而研究海上风电谐波发射特性，关键在于准确测量风电场各重要节点的谐波电压/谐波电流。
3、谐波测量是对谐波信号频率、谐波幅值和相位参数的检测。早期谐波检测技术方法多基于模拟滤波原理检测谐波分量。该方法电路实现简单、造价低、输出阻抗低、品质因素易于控制。但滤波中心频率对元件参数敏感，受外界环境影响较大，难以获得理想的幅频和相频特性，且检测精度受电网频率波动影响较大，检测出的谐波中含有较多的基波分量。
技术实现思路
1、本专利技术解决了现有海上风电网络宽频谐波测量受环境影响大且测量精度低的问题，提出一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，能够消除泄露频谱的相互干扰，准确得分离出间谐波分量。
2、为实现上述目的，提出以下技术方案：
3、一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，包括以下步骤：
4、s1：基于录波数据，使用dft方法求解频谱系数，获得录波数据的频谱图像，提取基波及各次谐波的频率、幅值和相位信息；
5、s2：根据录波数据的频谱系数以及频谱图像判断间谐波的频率范围，将dft系数进行相位旋转后，利用旋转后泄露旁瓣相位相反的特性消除频谱泄露的影响，求解间谐波的频率、幅值和相位信息；
6、s3：整理数据，获得实测录波数据中各次谐波/间谐波特征信息；
7、s4：根据不同电压等级谐波发射特性，确定不同电压等级下谐波、间谐波的频率、幅值及相位得的特性。
8、本专利技术利用旋转后泄露旁瓣相位相反的特性消除频谱泄露的影响，精确求解间谐波的频率、幅值和相位信息。精确的谐波的频率、幅值和相位信息有利于谐波的源头治理，谐波的源头治理是最经济的方式，电网公司依据谐波责任量化结果制定相应谐波奖惩措施，对谐波发射量超标的用户采取罚款、或要求其安装谐波治理装置等谐波管控方案，可极大地降低电网公司治理电网电能质量问题所需资金。
9、作为优选，所述不同电压等级谐波发射特性包括风机出口、箱式变压器出口及电缆汇集点和新能源场站并网点谐波发射特性。
10、作为优选，所述s1具体包括以下步骤：
11、假设谐波监测装置检测到的录波数据的信号为x(t)，信号x(t)中共含有m个频率分量，第k个频率分量的幅值为ak，频率为fk，相位为则实测信号可以表示为：
12、
13、根据iec标准，采用10个基波周波长度的矩形窗w(n)进行离散采样，采样得到的离散信号y[n]为：
14、
15、上式经离散时间傅里叶变换转换为频域，得到y[n]频谱包络线函数y[ejω]为：
16、
17、dft的频谱是对dtft包络线的采样，将代入上式得到加窗函数的dft变换式：
18、
19、式中为dft分辨率，对有限长信号采用dft相当于对无限长信号自动施加矩形窗函数进行截断，矩形窗函数为：
20、
21、矩形窗函数的dft变换为：
22、
23、最终得y[n]为：
24、
25、上式即为时域离散采样信号的频域对应信号。
26、作为优选，谐波监测装置使用锁相环同步采样录波数据。
27、作为优选，所述谐波监测装置使用锁相环同步采样录波数据的原理如下：
28、取k＝k1的单频信号分析，采用锁相环同步采样时，窗函数w(n)长度tw为谐波信号周期整数倍且为整数，仅当时dft系数而时，y[n]＝0。
29、作为优选，所述s2具体包括以下步骤：做相位旋转，记有：
30、上式中δ[n]为当前非关注频次谐波以及当前关注谐波负频分量的影响，记z[n]有如下性质：n-θk＞0时或当n-θk＜0时sign(z(n))＝-sign(z(n+1))。
31、本专利技术的有益效果是：利用旋转后泄露旁瓣相位相反的特性消除频谱泄露的影响，精确求解间谐波的频率、幅值和相位信息。精确的谐波的频率、幅值和相位信息有利于谐波的源头治理，谐波的源头治理是最经济的方式，电网公司依据谐波责任量化结果制定相应谐波奖惩措施，对谐波发射量超标的用户采取罚款、或要求其安装谐波治理装置等谐波管控方案，可极大地降低电网公司治理电网电能质量问题所需资金。
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1.一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述不同电压等级谐波发射特性包括风机出口、箱式变压器出口及电缆汇集点和新能源场站并网点谐波发射特性。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述S1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，谐波监测装置使用锁相环同步采样录波数据。
5.根据权利要求4所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述谐波监测装置使用锁相环同步采样录波数据的原理如下：
6.根据权利要求5所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述S2具体包括以下步骤：做相位旋转，记有：
【技术特征摘要】
1.一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述不同电压等级谐波发射特性包括风机出口、箱式变压器出口及电缆汇集点和新能源场站并网点谐波发射特性。
3.根据权利要求1所述的一种海上风电网络宽频谐波的测量方法，其特征是，所述s1具体包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，陈超，龚利武，钱伟杰，刘维亮，钱金跃，唐昕，吴韬，徐克，胡雷剑，顾一星，李子涵，顾强杰，王义夫，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司，
类型：发明
国别省市：
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