【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及谐振检测，特别涉及一种电力系统宽频率范围谐振检测方法。
技术介绍
1、电力系统宽频谐振是指在宽频带范围内，系统的某些频率成分发生共振现象，能够导致设备损坏，加剧电能质量问题，降低系统运行稳定性，因此谐振检测技术对于确保电力系统的安全稳定运行有较大的应用潜力。
2、目前对于谐振检测方面的研究还处于发展阶段，主要包括建模解析方法和信号识别方法，但是这两种方法不适合对宽频谐振的实时检测，仅能针对特定场景的谐振现象进行检测，受系统运行影响较大。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出一种电力系统宽频率范围谐振检测方法。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种电力系统宽频率范围谐振检测方法，该力系统宽频率范围谐振检测方法基于宽频信号检测，在前期准备阶段，选择合适的传感器和设备进行信号采集，确保所采集的信号具有宽频特性；同时对采集到的信号进行滤波，去除高频噪声，并将连续信号转化为离散数据；
4、该力系统宽频率范围谐振检测方法包括基于积分理论的离散电能计量和基于宽频量测算法的谐振谐波分析；
5、其中，基于积分理论的离散电能计量包括以下步骤：
6、步骤1，计量周期设计；
7、步骤2，瞬时功率计算；
8、步骤3，小波包频带分解；
9、步骤4，谐波功率计量；
10、基于宽频量测算法的谐振谐波分析包括以下步骤：
11、步骤i，谐波畸变率计算；p>
12、步骤ii，谐振谐波幅值分析；
13、步骤iii，幅值对比分析；
14、该力系统宽频率范围谐振检测方法利用离散瞬时采样值推导计量公式计算瞬时功率，通过小波包频带分解、谐波功率计量、谐波畸变率计算、谐振谐波幅值分析和幅值对比分析构成新的计量算法，以实现各次谐波的精准计量；瞬时功率计算和谐振谐波幅值分析过程中引入hilbert变换算法；基于积分理论的离散电能计量和基于宽频量测算法的谐振谐波分析形成系统宽频谐振检测技术流程，能够提取相应的谐波，得到参数特征与谐振信息。
15、进一步的，步骤1，计量周期设计过程中：设定计量周期为10个基波周期，有效捕捉50次及以内的谐波信息；并通过12.8khz的adc采样频率，每个周期取样2560个数据点，以获得瞬时电压和电流。
16、进一步的，步骤2，瞬时功率计算过程中：利用相同采样点的电压和电流数据，利用离散瞬时采样值推导计量公式，计算瞬时功率；
17、将时刻n的电压信号u(n)和时刻n的电流信号i(n)进行频带分界，并逐次提取电压信号的不同频带成分：u1(n)、u2(n)、、、以及电流信号的不同频带成分：i1(n)、i2(n)、、、；然后进行同频识别，并代入公式：
18、
19、式中，wtc表示在特定时间段内的总功率或能量；u(n)表示在时刻n的电压信号；i(n)表示在时刻n的电流信号；δt表示时间间隔；表示从n＝1到n＝n的所有采样点进行求和，即将每个时刻的瞬时功率(u(n)i(n))乘以时间间隔。
20、进一步的，步骤3，小波包频带分解过程中：对整体信号进行小波包频带分解，重排后选择特定频带进行分析；去除首尾两个基波周期后，计算平均功率来修正误差。
21、进一步的，步骤4，谐波功率计量过程中：提取电压和电流各频带的信号，进行频率匹配；并基于电能计量公式计算特定次谐波功率，实现谐波能量的双向计量。
22、进一步的，步骤i，谐波畸变率计算过程中：计算整体的谐波畸变率和小波包分解后的各频带谐波畸变率；并根据标准判断是否超过规定值，若是，则深入分析相关频带。
23、进一步的，步骤ii，谐振谐波幅值分析过程中：使用小波包分解对频带内部存在的谐波幅值进行同等数量级的分析，优化惩罚因子以提取谐振谐波，识别由于谐振引起的幅值突增情况。
24、进一步的，步骤iii，幅值对比分析过程中：采用谐振谐波幅值变化趋势的横向对比和不同频带内幅值差异的纵向对比，比较谐振谐波幅值的变化，判断谐振谐波的特征，排除全频带波形失真的情况；根据幅值对比情况，提取谐振谐波频率，并以此确定谐振点，实现对电力系统中宽频谐振问题的精准定位和分析。
25、进一步的，该力系统宽频率范围谐振检测方法还包括仿真验证过程，仿真验证过程采用matlab软件行谐波谐振检测和系统振荡检测，搭建仿真模型，验证检测效果。
26、本专利技术的有益效果是：
27、该力系统宽频率范围谐振检测方的仿真验证结果中，谐波计量最大误差为2.03％，结果表明提取出的波形较好的保留了波形的幅值与相位信息，直接积分可对各频率成分进行电能计量。同理将此方法对其余小波包频带进行处理，同样效果显著，计量误差可以控制在3％以内。该力系统宽频率范围谐振检测方基于宽频量测技术开发的电能计量算法具有合理性和准确性，采用离散瞬时采样值推导计量公式，避免了较大计算量和较长延时，利用小波包频带分解和自适应谐波提取，实现对宽频信号的准确计量，修正端点效应引起的失真，提高计量结果的准确性。实现对谐波能量的双向计量，包括能量数值和流向的判断。
28、该力系统宽频率范围谐振检测方提出的宽频量测算法可提取宽频信号中的次谐波分量，进而检测其幅值与畸变率影响，实现新型电力系统振荡现象的检测，准确识别和提取谐振谐波，迅速确定谐振点，排除其他噪声和干扰，提高谐振谐波提取的准确性，横向对比和纵向对比分析，确保提取结果的可靠性，结合相位信息和运行状态，实现对谐振谐波的控制和消除，提高电力系统的安全稳定运行水平，降低维护成本，保障用户用电质量。
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1.一种电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：该力系统宽频率范围谐振检测方法基于宽频信号检测，在前期准备阶段，选择合适的传感器和设备进行信号采集，确保所采集的信号具有宽频特性；同时对采集到的信号进行滤波，去除高频噪声，并将连续信号转化为离散数据；
2.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤1，计量周期设计过程中：设定计量周期为10个基波周期，有效捕捉50次及以内的谐波信息；并通过12.8kHz的ADC采样频率，每个周期取样2560个数据点，以获得瞬时电压和电流。
3.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤2，瞬时功率计算过程中：利用相同采样点的电压和电流数据，利用离散瞬时采样值推导计量公式，计算瞬时功率；
4.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤3，小波包频带分解过程中：对整体信号进行小波包频带分解，重排后选择特定频带进行分析；去除首尾两个基波周期后，利用下式计算平均功率来修正误差；
5.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方
6.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤I，谐波畸变率计算过程中：计算整体的谐波畸变率和小波包分解后的各频带谐波畸变率；并根据标准判断是否超过规定值，若是，则深入分析相关频带。
7.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤II，谐振谐波幅值分析过程中：使用小波包分解对频带内部存在的谐波幅值进行同等数量级的分析，优化惩罚因子以提取谐振谐波，识别由于谐振引起的幅值突增情况；
8.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤III，幅值对比分析过程中：采用谐振谐波幅值变化趋势的横向对比和不同频带内幅值差异的纵向对比，比较谐振谐波幅值的变化，判断谐振谐波的特征，排除全频带波形失真的情况；根据幅值对比情况，提取谐振谐波频率，并以此确定谐振点，实现对电力系统中宽频谐振问题的精准定位和分析；
9.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：该力系统宽频率范围谐振检测方法还包括仿真验证过程，仿真验证过程采用Matlab软件行谐波谐振检测和系统振荡检测，搭建仿真模型，验证检测效果。
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：该力系统宽频率范围谐振检测方法基于宽频信号检测，在前期准备阶段，选择合适的传感器和设备进行信号采集，确保所采集的信号具有宽频特性；同时对采集到的信号进行滤波，去除高频噪声，并将连续信号转化为离散数据；
2.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤1，计量周期设计过程中：设定计量周期为10个基波周期，有效捕捉50次及以内的谐波信息；并通过12.8khz的adc采样频率，每个周期取样2560个数据点，以获得瞬时电压和电流。
3.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤2，瞬时功率计算过程中：利用相同采样点的电压和电流数据，利用离散瞬时采样值推导计量公式，计算瞬时功率；
4.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤3，小波包频带分解过程中：对整体信号进行小波包频带分解，重排后选择特定频带进行分析；去除首尾两个基波周期后，利用下式计算平均功率来修正误差；
5.根据权利要求1所述的电力系统宽频率范围谐振检测方法，其特征在于：步骤4，谐波功率计量过程中：提取电压和电流各频带的信号，进行频率匹配；并基于电能计量公式计算特定次谐波功率，如...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴超志，蒋波，李佶明，马俊峰，李康，常鹏，胡屹立，蒋光华，高翔，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司玉溪供电局，
类型：发明
国别省市：
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