【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种谐波分析方法及系统，属于谐波分析。
技术介绍
1、谐波污染不仅会危及某些电压敏感负荷的正常运行，也会直接影响电能的正确计量。因此，准确地测量电网中的谐波含量，对于治理谐波、维护电网的安全运行是十分必要的。
2、目前现有的谐波测量通常采用快速傅里叶变换(fft)算法，但是电力系统中的基波频率缓慢变化，因此做不到整周期采样。如果直接对截取的数据进行fft，则会产生频谱泄露，从而导致计算的谐波参数存在较大的误差。
3、针对非整周期采样的问题，目前已提出了许多对fft计算结果进行校正的方法，例如加窗插值、prony模型算法和硬件同步采样。以上算法虽然都能得到比较好的分析精度，但也都存在一些缺陷，例如加窗插值算法想要得到比较高的谐波精度，通常需要缓存8个周波以上的数据量，运算时间较长；prony模型求解精度高，但运算量较大，难以实现快速分析；硬件同步采样需要添加一种硬件频率跟踪电路，导致硬件复杂、成本高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种谐波分析方法及系统，用于解决现有技术中运算时间长、运算量大以及硬件成本高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：
3、本专利技术提供了一种谐波分析方法，该谐波分析方法包括以下步骤：
4、1)根据采样信号计算出对应的基波频率，并计算出基波频率相对于标准频率的相对偏差值offset；
5、2)根据采样信号的采样频率设计多相上采滤波器，对多相上采
6、3)将n个滤波结果作为n阶多项式的系数，将相对偏差值offset带入到n阶多项式中，得到工频同步结果；
7、4)对工频同步结果进行计算。
8、进一步地，所述步骤2)中n阶多项式插值滤波器的确定过程如下：
9、a)通过p倍插值后的信号频率来设计多相上采滤波器，得到多相上采滤波器的m-1阶的m个系数；
10、b)对m个系数进行分组，得到多组滤波器系数，对每组滤波器系数按照n阶多项式的方式进行拟合，得到多组n阶多项式矩阵方程；
11、c)将n阶多项式方程矩阵中的每一行作为一个插值滤波器的系数值，以此得到n阶多项式插值滤波器。
12、进一步地，所述多相上采滤波器采用的是原型滤波器，原型滤波器的通带频率大于采样信号的谐波频率，阻带频率小于1/2采样信号的采样频率。
13、进一步地，所述相对偏差值offset的计算公式为：
14、
15、其中，fstd为标准的基波频率，fc为采样信号计算出的基波频率。
16、进一步地，所述n阶多项式插值滤波器的时域滤波函数hrow(n)的函数表达式为：
17、
18、其中，x(n)表示第n个输入数据，n＝0,1,2，...∞，hrow,k表示多项式矩阵方程中第row行第k列的系数值。
19、进一步地，所述工频同步输出数据的计算公式为：
20、synthout(i)＝h1(n)offsetn+h2(n)offsetn-1+...+hn(n)
21、其中，synthout(i)为工频同步第i个输出结果，i＝0,1,2,...,∞，h1(n)、h2(n)、…、hn(n)为n阶多项式插值滤波器的时域滤波函数。
22、进一步地，所述步骤4)中采用快速傅里叶变换算法对工频同步结果进行计算。
23、进一步地，所述快速傅里叶变换的计算公式为：
24、
25、其中，m表示采样信号一个周波的采样点个数，synthfftout(k)表示快速傅里叶变换第k个输出结果，k＝0,1,2,...,m。
26、进一步地，所述采样信号为电流信号或电压信号。
27、有益效果：本专利技术提出的谐波分析方法，相较于现有的谐波分析方法，根据采样信号的采样频率设计多相上采滤波器，对多相上采滤波器进行多项式拟合得到n阶多项式插值滤波器，利用n阶多项式插值滤波器对采样信号进行滤波，得到n个滤波结果，将得到的n个滤波结果作为多项式的系数。如果基波频率相对于标准频率发生偏差，只要将偏差值代入到多项式方程中，即可得到基波频率对应的采样点值，实时保证了输出采样点的间隔与基波频率是整周期采样。本专利技术利用n阶多项式插值滤波器对采样信号进行滤波，不需要额外地增加其他硬件，有效地解决了现有技术中运算时间长、运算量大以及硬件成本高的问题。
28、为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种谐波分析系统，包括存储器和处理器，处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序指令以实现本专利技术谐波分析方法。
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1.一种谐波分析方法，其特征在于，该谐波分析方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述步骤2)中N阶多项式插值滤波器的确定过程如下：
3.根据权利要求2所述的谐波分析方法，其特征在于，所述多相上采滤波器采用的是原型滤波器，原型滤波器的通带频率大于采样信号的谐波频率，阻带频率小于1/2采样信号的采样频率。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐波分析方法，其特征在于，所述相对偏差值offset的计算公式为：
5.根据权利要求2所述的谐波分析方法，其特征在于，所述N阶多项式插值滤波器的时域滤波函数Hrow(n)的函数表达式为：
6.根据权利要求5所述的谐波分析方法，其特征在于，所述工频同步输出数据的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述步骤4)中采用快速傅里叶变换算法对工频同步结果进行计算。
8.根据权利要求7所述的谐波分析方法，其特征在于，所述快速傅里叶变换的计算公式为：
9.根据权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述
10.一种谐波分析系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序指令以实现如权利要求1-9任一项所述的谐波分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种谐波分析方法，其特征在于，该谐波分析方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述步骤2)中n阶多项式插值滤波器的确定过程如下：
3.根据权利要求2所述的谐波分析方法，其特征在于，所述多相上采滤波器采用的是原型滤波器，原型滤波器的通带频率大于采样信号的谐波频率，阻带频率小于1/2采样信号的采样频率。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的谐波分析方法，其特征在于，所述相对偏差值offset的计算公式为：
5.根据权利要求2所述的谐波分析方法，其特征在于，所述n阶多项式插值滤波器的时域滤波函数hrow(n)的函...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴义文，陈飞飞，孙胤杰，黄梅莹，楼红伟，李正卫，郭昌松，
申请(专利权)人：深圳智微电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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