專利名稱：數(shù)字化變電站電力信號非同步采樣條件下的諧波測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非同步采樣條件下的高精度諧波測量方法，尤其是涉及一種對數(shù)字化變電站電力信號在非同步采樣條件下的高精度諧波測量方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字化變電站中，由于IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)幀數(shù)字采樣率以固定的采樣率對電力信號進(jìn)行采樣，而電力系統(tǒng)的頻率不是一成不變的。在這種情況下，如果按照固定頻率去采樣，不能保證同步整周期采樣，且目前數(shù)字化變電站中有的信號每周波的采樣點數(shù)不是2的整數(shù)次冪。這時如果采用常規(guī)的FFT算法對采樣信號進(jìn)行分析會出現(xiàn)頻譜泄漏和計算精度不能滿足要求等問題。采用常規(guī)諧波計算軟件的算法處理合并單元按照等時間間隔輸出的數(shù)字化采樣信號，就會發(fā)生嚴(yán)重的頻譜泄露。頻譜泄漏和柵欄現(xiàn)象使檢測出的諧波幅值、相角和頻率均存在較大的誤差，不滿足檢測精度的要求。利用插值算法可以解決柵欄問題，但是不能消除因頻譜泄漏現(xiàn)象而導(dǎo)致的測量誤差；利用加窗后進(jìn)行DFT分析算法可以減少頻譜泄漏誤差，但是需要權(quán)衡窗函數(shù)復(fù)雜度和計算量。針對這個問題，國內(nèi)外多個學(xué)者作了相應(yīng)的研究，并提出了一些改進(jìn)方法:如黃方能等人提出的高精度插值FFT諧波分析方法、薛蕙等人提出的基于FFT的高精度諧波檢測方法、楊川等人提出的一種解決諧波分析非整周期采樣問題的新方法、卿柏元等人提出的基于Nuttall窗雙譜線插值FFT的電力諧波分析方法等。然而以上方法都或多或少的存在一些問題，諸如插值法不能解決頻譜泄露問題，信號相角估計誤差較大，由于迭代公式的使用使得計算量大的問題，為了得到理想精度就必須增加采樣數(shù)據(jù)的問題等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種數(shù)字化變電站電力信號非同步采樣條件下的諧波測量方法，本方法誤差不大不會產(chǎn)生頻譜泄露，且隨著計算要求精度及諧波成分的增加，也不必增加窗函數(shù)的長度和復(fù)雜度。解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種數(shù)字化變電站電力信號非同步采樣條件下的諧波測量方法，包括以下步驟:SI以固定采樣頻率fs采樣被分析的電力信號得:x (η)，對該信號進(jìn)行加組合余弦窗I窗W(n)進(jìn)行截斷，組合余弦窗I的表達(dá)式如下:
K2πw-( ) = ^(-1)1 Bj cos(——in), η = 0,1，...，# —I
=οN系數(shù)為:b0=0.669473; b^0.9589665; b2=0.329297; b3=0.0398035;截斷得到:xm(n)=x(n).W(n)n=0...N_l, N 為數(shù)據(jù)窗的長度;對截斷的信號進(jìn)行離散傅里葉變換:
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化變電站電力信號非同步采樣條件下的諧波測量方法，包括以下步驟: SI以固定采樣頻率fs采樣被分析的電力信號得:Χ (η)，對該信號進(jìn)行加組合余弦窗I窗W(η)進(jìn)行截斷,得到:xm(η) =χ (η).W(n)n=0...N_l, N為數(shù)據(jù)窗的長度； 對截斷的信號進(jìn)行離散傅里葉變換:
全文摘要
一種數(shù)字化變電站電力信號非同步采樣條件下的諧波測量方法在以目前常用的雙譜線插值算法進(jìn)行優(yōu)化的同時，對該信號進(jìn)行加組合余弦窗I窗W(n)進(jìn)行截斷，組合余弦窗I為系數(shù)為b0=0.669473；b1=0.9589665；b2=0.329297；b3=0.0398035。本發(fā)明通過對采樣數(shù)據(jù)加組合余弦窗后的FFT數(shù)據(jù)中真實頻率點附近的2根最大的譜線進(jìn)行修正，從而得到諧波的頻率，幅值和相位。本發(fā)明實現(xiàn)簡單，在實際應(yīng)用中僅需10個周期數(shù)據(jù)即可達(dá)到較高的精度。計算量相比一般的余弦窗要小，計算精度更高。
文檔編號G01R23/16GK103207319SQ20131007922
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者李玎, 王玲, 徐柏榆, 盛超, 陳曉科, 鄧志, 劉開培, 樂健, 張俊敏, 汪立 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 武漢大學(xué)