電能質(zhì)量混合檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體地，涉及一種電能質(zhì)量混合檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電能作為一種經(jīng)濟、清潔、容易控制和轉(zhuǎn)換的能源在現(xiàn)代社會得到了廣泛的應(yīng)用， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國民經(jīng)濟的增長，人類社會對電能的需求日益增加，高質(zhì)量的電能 對于保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民正常生活有著重要的意義。為了更好的衡量電能的好壞，人們 提出了電能質(zhì)量的概念。
[0003] 所謂電能質(zhì)量，從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì) 量和用電質(zhì)量。電能質(zhì)量問題可以定義為：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流 或頻率的偏差，其內(nèi)容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài) 過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。
[0004] 近年來，電能質(zhì)量問題得到了世界范圍內(nèi)的普遍關(guān)注，主要是基于兩方面的原因： 一方面是負(fù)荷的日趨復(fù)雜化和多樣化，為提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染而采用 的現(xiàn)代化用電設(shè)備正成為電能質(zhì)量問題的主要來源，如整流和逆變裝置以及變頻調(diào)速裝置 等電力電子設(shè)備的大量應(yīng)用，這些具有非線性、諧波豐富、沖擊性和不平衡特征的負(fù)荷會影 響到供電電網(wǎng)，給電能質(zhì)量提出了新的問題。另一方面，用戶對供電可靠性的要求越來越 高，眾多基于計算機，微處理器控制的精密電子和電力電子裝置對供電質(zhì)量的敏感程度越 來越高，這些設(shè)備對來自系統(tǒng)的干擾比機電設(shè)備更為敏感，對電能質(zhì)量的要求也更高。一旦 出現(xiàn)電能質(zhì)量問題，輕則引起設(shè)備故障，重則導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰，可能由此帶來的巨大的 經(jīng)濟損失和負(fù)面的社會影響。
[0005]目前，國內(nèi)外電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)對擾動的檢測過程大致是先采集電網(wǎng)中的電壓電 流信號，得到采樣信號后對其進行去噪處理，然后對經(jīng)過去噪處理后得到的擾動信號進行 分類識別，最終根據(jù)識別出的擾動類型制定整體的控制策略。
[0006] 現(xiàn)有的電能質(zhì)量檢測方法存在誤差大且實時性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種電能質(zhì)量混合檢測方法，以實現(xiàn)減少 誤差，提尚實時性的優(yōu)點。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種電能質(zhì)量混合檢測方法，包括，
[0010] 步驟1、基于復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析方法的間諧波檢測方法對電網(wǎng)內(nèi)的間諧波進行檢 測；
[0011] 步驟2、使用電壓波動檢波方法對電網(wǎng)內(nèi)的電壓波動進行測量；
[0012] 以及
[0013] 步驟3、使用基于線性調(diào)頻Z變換的閃變測量方法對電網(wǎng)內(nèi)的閃變進行測量。
[0014] 優(yōu)選的，所述間諧波檢測方法包括，
[0015] 步驟101、間諧波頻率估計，使用電能質(zhì)量檢測裝置對每一個周期的信號進行實時 的單周期的FFT分析，并將分析的結(jié)果通過頻譜圖顯示出來，如果出現(xiàn)間諧波，從頻譜圖上 夠觀察頻譜泄露的現(xiàn)象，根據(jù)頻譜泄露現(xiàn)象初步判斷出間諧波所處的頻段，即觀察頻段；
[0016] 步驟102、復(fù)調(diào)制移頻，所謂復(fù)調(diào)制移頻就是將頻域坐標(biāo)向左移或向右移，使得被 觀察頻段的起點為頻域坐標(biāo)的零頻位置；
[0017] 步驟103、數(shù)字低通濾波，為了對移頻后的數(shù)據(jù)進行D倍的重采樣，必須對移頻后 的數(shù)據(jù)進行低通濾波，以免發(fā)生頻譜混疊；
[0018] 步驟104、對經(jīng)過數(shù)字低通濾波后的數(shù)據(jù)降低采樣頻率重新采樣；
[0019] 步驟105、FFT變換，對上述步驟104重采樣后的數(shù)據(jù)進行N點FFT變換；
[0020] 步驟106、頻率調(diào)整：步驟105FFT變換后得到的FFT結(jié)果中的各頻率分量的分布 順序與其自然順序并不相等，需要進行移頻，從而。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述電壓波動檢波方法具體為：
[0022] 首先對采集的信號進行平方，然后將平方后的數(shù)據(jù)再平方一次，得到波動信號的4 次方，將平方后的數(shù)據(jù)乘以2然后再減去波動信號的4次方即可得到波動分量，具體如下；
[0024] 式中：A為工頻載波電壓的幅值;m為調(diào)幅波電壓；Q為調(diào)幅波電壓的角頻率；《 為工頻載波電壓的角頻率。
[0025] 優(yōu)選的，基于線性調(diào)頻Z變換的閃變測量方法包括，
[0026] 步驟301、使用上述的改進電壓波動檢波方法進行檢波，然后將改進電壓波動檢波 方法得到的信號經(jīng)過隔直和截至頻率為35Hz低通濾波，從而得到0-35HZ之間的頻譜；
[0027] 步驟302、利用CZT變換對上述0-35HZ之間的頻譜進行細(xì)化分析，得到各個波動分 量的頻率以及幅值；
[0028] 步驟303、得到波動分量的頻率和幅值后，利用擬合的曲線得到相應(yīng)的min，利用S =5： (mn/min)2得到瞬時閃變視感度，其中：S為濾波后的瞬時視感度，mnS波動分量的幅 值，min為該頻率波動產(chǎn)生瞬時視感度為1時的幅值；
[0029] 步驟304、按照IEC的規(guī)定對瞬時閃變視感度進行分級，分級數(shù)不得小于64,從而 生成CPF曲線，然后對生成的CPF曲線分析，從而得到短視間閃變值。
[0030] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0031] 本發(fā)明的技術(shù)方案，使用復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析的方法進行間諧波檢測，減少了進行 多周期快速傅里葉變換時所需要的運算量，提高了間諧波檢測的實時性，而改進電壓波動 檢波方法消除了IEC推薦的平方檢波法中高頻調(diào)制信號映射進入35Hz以內(nèi)引起的閃變測 量誤差，基于線性調(diào)頻Z變換的閃變測量方法克服了IEC推薦的閃變檢測方法在低頻段誤 差較大的不足。本發(fā)明技術(shù)方案減少了進行電能質(zhì)量檢測運算量，提高了間諧波檢測的實 時性，極大限度的消除了閃變測量誤差，采用線性調(diào)頻Z變換求取波動分量的頻率和幅值， 克服了閃變檢測在低頻段誤差較大的不足。為電能質(zhì)量檢測結(jié)果正確性提供了有效支撐。
[0032] 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實施例所述的電能質(zhì)量混合檢測方法中間諧波檢測方法的原理框 圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明實施例所述的電能質(zhì)量混合檢測方法中壓波動檢波方法方法的原 理框圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明實施例所述的電能質(zhì)量混合檢測方法中基于線性調(diào)頻Z變換的閃變 測量方法的原理框圖。
【具體實施方式】
[0036] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實 施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037] 如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的電能質(zhì)量混合檢測方法包括基于復(fù)調(diào)制細(xì)化譜 分析方法的間諧波檢測方法、改進電壓波動檢波方法以及基于線性調(diào)頻Z變換的閃變測量 方法。分別針對電能質(zhì)量檢測中間諧波檢測、電壓波動檢波以及閃變檢測。下面對如上檢 測方法進行詳細(xì)的說明。
[0038] 1、基于復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析方法的間諧波檢測方法：
[0039] 在電力系統(tǒng)中的諧波通常定義為頻率為基波（工頻）整數(shù)倍的成分，國家的現(xiàn)行 標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量-公用電網(wǎng)諧波GB/T14549-1993》也只對這類諧波規(guī)定了限值和測量方法， 而對間諧波則未作相關(guān)的規(guī)定，實際上間諧波及其影響廣泛存在于電力系統(tǒng)中。所謂間諧 波就是指頻率非基波整數(shù)倍的諧波成分，其主要來源是電網(wǎng)中變頻調(diào)整裝置、低同步串級 調(diào)速、電弧爐等波動電力負(fù)載、感應(yīng)電動機等鐵心設(shè)備以及配電網(wǎng)中的鐵磁振蕩。為更準(zhǔn)確 的測量諧波IEC制定了專門的諧波檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：采樣頻率應(yīng)該足夠高以保證能夠準(zhǔn)確分 析的高頻諧波分量要達(dá)到9kHz，離散傅里葉變換的頻率分辨率為5Hz。由于電能質(zhì)量檢測 裝置的采樣頻率一般是都是通過鎖相環(huán)固定的，不便于修改。因此單純延長采樣周期的方 法并不適合于間諧波的實時測量。
[0040] 基于此，本發(fā)明提出使用復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析算法來實現(xiàn)局部的高分辨率頻譜分 析，并針對電力系統(tǒng)的特點對算法進行了改進，使之更適應(yīng)于電能質(zhì)量實時檢測的需要。 [0041 ] 1. 1改進復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析方法：
[0042] a)常規(guī)復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析方法：
[0043] 本發(fā)明所屬的復(fù)調(diào)制細(xì)化譜分析方法，又稱為選帶頻率細(xì)化分析方