一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征应用AR模型谱估计计算谐波初始参数来建立信号模型：选取待分析的采样信号序列，对其进行AR模型谱估计，给出精度较低的谐波参数(频率、幅值和相位)信息；再取模型，提出求解信号模型参数的非线性优化算法，对相位值进行计算。本发明专利技术的有益效果是：解决了非线性优化算法的参数建模问题，克服了AR谱估计不能计算谐波幅值和相位的缺点，进一步提高了频率的计算精度；降低迭代算法对初值的敏感度，提高了迭代稳定性和计算效率；且有一定的抗噪能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电网信号间谐波分析领域，具体的说，涉及一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法。
技术介绍
电力电子等非线性设备在电力系统中的广泛应用，谐波和间谐波日益增多，因而分析谐波和间谐波对电力系 统的经济安全运行有着重要意义。目前的谐波分析主要通过对电网信号采样和数字化处理实现的，如快速傅里叶变换(FFT)和加窗插值类FFT方法。但这些方法在检测谐波时不可避免会产生频谱泄漏和栅栏效应，影响检测精度，用于间谐波(非整数次谐波)检测时效果更差，原因在于间谐波常出现在整数次谐波附近的频点且幅值较小，易被整数次谐波的旁瓣淹没，导致其频率分辨率大大降低，而低分辨率造成的谱线识别错误又会进一步地降低幅值与相位的检测精度。现有技术的缺点是:难以获得电力线路中各次谐波的频率、幅值和相位的准确值，无法描述出含谐波干扰的电路波形。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，用于计算谐波参数的非线性优化算法，实现电网信号的频率、幅值和相位的准确计算。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法。一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征在于，按以下步骤进行:步骤一:AR谱初步估计1.1):根据谐波参数的初步信息建立该谐波的参数模型，取参数模型如下:权利要求1.一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征在于，按以下步骤进行: 步骤一:AR谱初步估计 1.0:根据谐波参数的初步信息建立该谐波的参数模型，取参数模型如下:2.根据权利要求1所述一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征在于:所述步骤一中的参数模型式(I)中的m次数可根据功率谱中局部最大值个数确定，然后依次确定功率谱中每一个局部最大值处对应的频率和局部最大值的开方，把它们分别作为参数fm、K的初值，然后用O 2 Ji内的随机值作为相位参数Θ m的初值。3.根据权利要求1所述一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征在于:所述步骤三中的3.2)阻尼因子yb，当μ b>0总可以保证舛分φ(xb+1)＜φ(xb)因而是收敛的，当UbA大时会收敛速度下降，若Ub太小则收敛域过小，原则上yb=10_4 10_2，通常取 yb=i0_2。全文摘要一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征应用AR模型谱估计计算谐波初始参数来建立信号模型选取待分析的采样信号序列，对其进行AR模型谱估计，给出精度较低的谐波参数(频率、幅值和相位)信息；再取模型，提出求解信号模型参数的非线性优化算法，对相位值进行计算。本专利技术的有益效果是解决了非线性优化算法的参数建模问题，克服了AR谱估计不能计算谐波幅值和相位的缺点，进一步提高了频率的计算精度；降低迭代算法对初值的敏感度，提高了迭代稳定性和计算效率；且有一定的抗噪能力。文档编号G01R23/16GK103245830SQ20131011565公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日专利技术者曹敏, 熊浩, 付志红, 张惟清, 毕志周 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院, 云南电网公司技术分公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种结合AR谱估计与非线性优化的间谐波检测方法，其特征在于,按以下步骤进行：步骤一：AR谱初步估计1.1）：根据谐波参数的初步信息建立该谐波的参数模型，取参数模型如下：y(t)=ΣmAmsin(2πfrmt+θm)---(1)式中y(t)为待分析信号，Am为各次谐波和间谐波的幅值，frm为对应的频率，θm为对应的相位，m为对应的谐波个数，t为时间；1.2）：对求解信号模型参数进行非线性优化算法：将所述模型（1）作如下处理，将幅值、相位(Am,θm)等价转化为求解两个幅值(Cm,Dm)：Amsin(2πfrmt+θm)=Amsin(2πfrmt)cos(θm)+Amcos(2πfrmt)sin(θm) =Cmsin(2πfrmt)+Dmcos(2πfrmt)????(2)其中，Cm=Amcos(θm)，Dm=Amsin(θm)；1.3）：针对步骤一中的参数模型（1），将式(2)代入式(1)，建立最小二乘方程如下：式中n为采样点数；目标函数(x1,x2,...xm)表征了信号计算结果和实际采样结果的误差，令y(tn)为信号第n点的计算值、y1(tn)为信号第n点实际采样值，将参数fm、Cm和Dm统一用向量x表示，对应于各采样时刻的误差向量用f(x)表示：f(x)=[f1,f2，...，fn] =[y(t1)?y1(t1),(t2)?y1(t2)，...，(tn)?y1(tn)]代入（3）式可得：式中[f(x)]T表示f(x)的转置，则参数的求解转化为求如下最值的问题：步骤二：共轭梯度法一次迭代，也就是参数初值进行预先处理，使参数迭代值接近全局最优解：2.1）对参数初值进行迭代，迭代方程为：xk+1=xk+λkpk????(5)其中，k为迭代次数，λk为最优步长，pk为迭代方向，2.2）pk满足下式（7）置初始近似值x0∈Rn（Rn为实数域），一次迭代误差限ε1>02.3）：计算令0→k，p0是迭代方向矩阵pk的初值；2.4）：求最优步长λk满足计算迭代值xk+1=xk+λkpk以及2.5）：计算当迭代到时，转步骤三，否则，转2.6；2.6）：计算k+1→k，转2.4；步骤三：当后，再用阻尼最小二乘法二次迭代：即采用阻尼最小二乘法快速寻找到全局最优解，即最终的间谐波参数计算值：3.1）：为使(x)沿着其梯度方向减小，必有(x)的法方程等于零：可得：式中：G(xb)=Df(xb)TDf(xb)，g(xb)=Df(xb)Tf(xb)，p(xb)=?G(xb)?1g(xb)；3.2）：考虑阻尼时有：其中μb为第b次迭代的阻尼因子，I是与G(xb)同维数的单位对角阵；则最终迭代公式为：当μb>0总可以保证是收敛的，原则上μb=10?4～10?2；3.3）：计算得出f(xb),Df(xb),(xb),(xb),G(xb)，令0→j（j为3.7步骤所需的一个判断变量）；3.4）：解方程组求得3.5）：计算xb+1=xb+p(xb)及3.6）：若则取1→j，（缩放因子v>1，可取2,5,10），转3.3），否则转3.7）；3.7）：若j=0，则取μb=vμb,1→j，转3.3），否则转3.8）；3.8）：若||p(xb)||≤ε2，则xb+1为极小值点x*的近似，算法停止，输出xb+1；否则取xb+1→xb，b+1→b，转3.3）。FDA00003012169400012.jpg,FDA00003012169400013.jpg,FDA00003012169400014.jpg,FDA00003012169400015.jpg,FDA00003012169400021.jpg,FDA00003012169400022.jpg,FDA00003012169400023.jpg,FDA00003012169400024.jpg,FDA00003012169400025.jpg,FDA00003012169400026.jpg,FDA00003012169400027.jpg,FDA00003012169400028.jpg,FDA00003012169400029.jpg,FDA00003012169400036.jpg,FDA00003012169400037.jpg,FDA00003012169400038.jpg,FDA00003012169400031.jpg,FDA00003012169400032.jpg,FDA00003012169400039.jpg,FDA00003012169400031...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹敏，熊浩，付志红，张惟清，毕志周，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司电力研究院，云南电网公司技术分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。