本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法。

背景技術：

1、在實際電力系統(tǒng)中，由于非線性負荷（如大功率變頻設備和負荷過載短路等），電壓和電流的頻域信號可能發(fā)生畸變，影響電能質量，進而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，如降低設備性能、增加損耗、干擾繼電保護等。因此，監(jiān)測智能電能表的電能質量至關重要。

2、相關技術中，如公開號為cn104850751a的專利申請文件中公開了一種電流質量評估方法，該方法包括：首先將在pcc處測得的電壓、電流進行傅里葉分解，將分解后得到的電壓子集和電流子集分為諧波與間諧波兩部分；其次，對于諧波部分，基于各頻次下諧波功率的方向，由諧波電壓和諧波電流計算得到各頻次下的電流分量，可分解出有功電流、分散電流、無功電流、不平衡電流、零序電流和分散電流；最后由各電流分量計算得到所需的電流質量評估指標。

3、然而，上述方案在對電壓和電流進行傅里葉分解時，未考慮噪聲的影響。而噪聲的存在可能會導致正常的電壓或電流的頻域信號被誤判為畸變，從而影響諧波分析的結果。具體來說，噪聲會干擾頻域信號的諧波成分，使得諧波分解的準確性降低，進而導致電流質量評估結果出現(xiàn)偏差，影響評估的準確性。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決無法準確地評估電能質量的問題，本發(fā)明提供了一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法。所述方法，包括：

2、獲取電能表工作過程中的兩種電力數(shù)據(jù)，電力數(shù)據(jù)為電壓和電流；

3、將采樣時段內除當前時刻外的時段作為參考時段，計算當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度，變化程度與當前時刻和前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的差異正相關，且與參考時段內該種電力數(shù)據(jù)的極差負相關；

4、計算當前時刻的噪聲程度，、分別為參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的相關性，為參考時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度之差的標準差，為絕對值符號，為雙曲正切函數(shù)；

5、修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，修正值為當前時刻和前一時刻的該種電力數(shù)據(jù)的加權和，當前時刻的權重與噪聲程度負相關；

6、對采樣時段內修正后的兩種電力數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，根據(jù)得到的兩種頻域信號中諧波分量的平均占比的大小，監(jiān)測電能質量。

7、本發(fā)明在利用傅里葉變換將時序數(shù)據(jù)轉換為頻域信號進行分析之前，首先根據(jù)各時刻的噪聲程度對電壓和電流數(shù)據(jù)進行修正，避免了噪聲對電壓和電流的頻域信號的干擾，防止正常頻域信號被誤判為存在畸變，從而確保了電壓和電流頻域信號中的諧波分量占比的準確性，使得可以精準評估電能質量，提高電能質量監(jiān)測的準確性。

8、優(yōu)選的，當前時刻和前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的差異為綜合差異，綜合差異的獲取方法，包括：

9、計算參考時段內任一種電力數(shù)據(jù)的平均值，以及當前時刻和前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的差值；

10、將差值與平均值的比值的絕對值，作為當前時刻和前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的綜合差異。

11、本發(fā)明能夠準確衡量采樣時段內任一時刻的任一種電力數(shù)據(jù)的變化幅度。

12、優(yōu)選的，當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度的獲取方法，包括：

13、計算參考時段內任一種電力數(shù)據(jù)的最大值，與參考時段內該種電力數(shù)據(jù)的最小值的差值，得到參考時段內該種電力數(shù)據(jù)的極差；

14、當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度，滿足如下關系式：

15、；

16、式中，為當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度；為參考時段內該種電力數(shù)據(jù)的極差；為當前時刻與前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的綜合差異；為以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

17、本發(fā)明通過計算歷史數(shù)據(jù)的極差來衡量其穩(wěn)定性，并將穩(wěn)定性作為評估各時刻電力數(shù)據(jù)變化幅度的可信度，從而確保變化程度的準確性。

18、優(yōu)選的，修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，滿足如下關系式：

19、；

20、式中，為當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的修正值；、分別為當前時刻與前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的取值；為當前時刻的噪聲程度。

21、優(yōu)選的，修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，還滿足如下關系式：

22、；

23、式中，為當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的修正值；、分別為當前時刻與前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的取值；為當前時刻的噪聲程度。

24、本發(fā)明能夠根據(jù)電力數(shù)據(jù)的噪聲程度調整數(shù)據(jù)修正方向。當某一時刻的噪聲水平較高時，能夠將該時刻的電力數(shù)據(jù)向前一時刻的值進行修正；反之，當噪聲水平較低時，則會將該時刻的電力數(shù)據(jù)保持在其原始值附近。

25、優(yōu)選的，在計算平均占比之前，方法還包括：

26、獲取任一種頻域信號中的基波頻率以及諧波頻率，統(tǒng)計該種頻域信號中基波分量頻數(shù)以及諧波分量頻數(shù)；

27、計算基波分量頻數(shù)和諧波分量頻數(shù)的累加和，將基波分量頻數(shù)與累加和的比值，作為該種頻域信號中諧波分量的占比。

28、優(yōu)選的，根據(jù)得到的兩種頻域信號中諧波分量的平均占比的大小，監(jiān)測電能質量，包括：

29、將平均占比的相反數(shù)作為自然指數(shù)函數(shù)的冪，進行冪次運算得到電能表的電能質量；

30、當電能質量小于預設質量閾值，則判定電能表的電能質量不合格，并發(fā)出警報，當電能質量大于或等于質量閾值，則判定電能表的電能質量合格。

31、本發(fā)明利用頻域信號中諧波分量越多，頻域信號受到干擾越大的這一特征，能夠準確評估采樣時段內電壓和電流的質量。

32、優(yōu)選的，參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的相關性的獲取方法，包括：

33、計算參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的皮爾遜相關系數(shù)，得到參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的相關性。

34、本發(fā)明具有以下效果：

35、1、本發(fā)明根據(jù)噪聲程度對電壓和電流進行修正，避免因噪聲影響將正常信號頻域誤判為畸變，確保了頻域信號中諧波分量占比的準確性，從而能夠精準評估電能質量，提高電能質量監(jiān)測的準確性。

36、2、本發(fā)明在計算采樣時段內各時刻的噪聲程度時，結合了多方面數(shù)據(jù)，保證了噪聲程度的準確性。

37、3、本發(fā)明能夠根據(jù)電力數(shù)據(jù)的噪聲程度調整數(shù)據(jù)修正方向，從而保證了電壓和電流修正結果的準確性。

技術特征：

1.一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述當前時刻和前一時刻該種電力數(shù)據(jù)的差異為綜合差異，所述綜合差異的獲取方法，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度的獲取方法，包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，滿足如下關系式：

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，還滿足如下關系式：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，在計算所述平均占比之前，所述方法還包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)得到的兩種頻域信號中諧波分量的平均占比的大小，監(jiān)測電能質量，包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，其特征在于，所述參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的相關性的獲取方法，包括：

技術總結
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術領域，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于智能電能表的電能質量監(jiān)測方法，所述方法包括：獲取電能表的兩種電力數(shù)據(jù)，確定參考時段，計算當前時刻任一種電力數(shù)據(jù)的變化程度；結合參考時段以及采樣時段內兩種電力數(shù)據(jù)的變化程度序列的相關性，計算當前時刻的噪聲程度；修正當前時刻的任一種電力數(shù)據(jù)，當前時刻的權重與噪聲程度負相關；對采樣時段內修正后的兩種電力數(shù)據(jù)進行傅里葉分解，以根據(jù)分解得到的兩種頻域信號中諧波分量的平均占比的大小，監(jiān)測電能質量。本發(fā)明可以準確地監(jiān)測電能表的電能質量。

技術研發(fā)人員：鄒繼東
受保護的技術使用者：江蘇卡歐萬泓電子有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9