一种间谐波功率检测方法和装置与流程

本技术涉及电能质量分析，具体涉及一种间谐波功率检测方法和装置。

背景技术：

1、随着新能源并网、电力电子设备普及及非线性负荷的激增，间谐波问题日益凸显，其引发的电压波动、设备过热、谐振放大等问题对电能质量与系统稳定性构成严重威胁。间谐波作为电力系统中非整数倍基波频率的分量，其产生机理与检测技术相较于传统整数次谐波更为复杂。

2、相关技术通常小波变换或希尔伯特–黄变换实现间歇波功率的检测。其中，小波变换具体过程可以为信号采集与预处理、小波基选择与分解、特征提取等。由于多尺度分解与特征计算比较耗时，也就是检测速度慢。希尔伯特–黄变换具体过程可以为经验模态分解（empirical mode decomposition，emd）、希尔伯特变换（即hilbert变换）和特征提取。但是在低信噪比的场景下，高频本征模态函数易被噪声淹没，导致检测精度较低。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中检测速度慢和精度低的问题，本技术提供了一种间谐波功率检测方法和装置。

2、第一方面，本技术提供了一种间谐波功率检测方法，可以包括：

3、采集节点的三相电压实际值和三相电流实际值。

4、根据三相电压实际值和三相电流实际值计算间谐波的角频率。

5、根据三相电压实际值、三相电流实际值和间谐波的角频率检测间谐波的有功功率。

6、在一些可能的实现方式中，根据三相电压实际值和三相电流实际值计算间谐波的角频率，包括：

7、对三相电压实际值和三相电流实际值进行滑动周期平均滤波，得到滤波后的电信号。

8、对滤波后的电信号进行过零点检测，得到间谐波的周期。

9、根据间谐波的周期计算间谐波的频率，并根据间谐波的频率计算间谐波的角频率。

10、在另一些可能的实现方式中，根据三相电压实际值、三相电流实际值和间谐波的角频率检测间谐波的有功功率，包括：

11、根据间谐波的角频率计算旋转角度。

12、根据旋转角度对三相电压实际值和三相电流实际值分别进行派克变换，得到新能源发电装置的d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量。

13、根据d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量检测间谐波的有功功率。

14、可选的，d轴电压分量满足：。

15、q轴电压分量满足：。

16、d轴电流分量满足：。

17、q轴电流分量满足：。

18、其中，表示d轴电压分量，表示q轴电压分量，表示d轴基波电压分量，表示q轴基波电压分量，表示d轴谐波电压分量，表示q轴谐波电压分量，表示d轴间谐波电压分量，表示q轴间谐波电压分量。表示d轴电流分量，表示q轴电流分量，表示d轴基波电流分量，表示q轴基波电流分量，表示d轴谐波电流分量，表示q轴谐波电流分量，表示d轴间谐波电流分量，表示q轴间谐波电流分量。

19、进一步的，根据d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量检测间谐波的有功功率，包括：

20、对d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量进行低通滤波，得到d轴间谐波电压分量、q轴间谐波电压分量、d轴间谐波电流分量和q轴间谐波电流分量。

21、根据d轴间谐波电压分量、q轴间谐波电压分量、d轴间谐波电流分量和q轴间谐波电流分量检测间谐波的有功功率。

22、示例性的，间谐波的有功功率满足：。

23、其中，表示间谐波的有功功率，表示d轴间谐波电压分量，表示q轴间谐波电压分量，表示d轴间谐波电流分量，表示q轴间谐波电流分量。

24、第二方面，本技术提供了一种间歇波功率检测装置，可以包括：

25、采集模块，采集节点的三相电压实际值和三相电流实际值。

26、计算模块，用于根据三相电压实际值和三相电流实际值计算间谐波的角频率。

27、检测模块，用于根据三相电压实际值、三相电流实际值和间谐波的角频率检测间谐波的有功功率。

28、在一些可能的实现方式中，计算模块具体用于：

29、对三相电压实际值和三相电流实际值进行滑动周期平均滤波，得到滤波后的电信号。

30、对滤波后的电信号进行过零点检测，得到间谐波的周期。

31、根据间谐波的周期计算间谐波的频率，并根据间谐波的频率计算间谐波的角频率。

32、在另一些可能的实现方式中，检测模块具体用于：

33、根据间谐波的角频率计算旋转角度。

34、根据旋转角度对三相电压实际值和三相电流实际值分别进行派克变换，得到新能源发电装置的d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量。

35、根据d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量检测间谐波的有功功率。

36、可选的，d轴电压分量满足：。

37、q轴电压分量满足：。

38、d轴电流分量满足：。

39、q轴电流分量满足：。

40、其中，表示d轴电压分量，表示q轴电压分量，表示d轴基波电压分量，表示q轴基波电压分量，表示d轴谐波电压分量，表示q轴谐波电压分量，表示d轴间谐波电压分量，表示q轴间谐波电压分量。表示d轴电流分量，表示q轴电流分量，表示d轴基波电流分量，表示q轴基波电流分量，表示d轴谐波电流分量，表示q轴谐波电流分量，表示d轴间谐波电流分量，表示q轴间谐波电流分量。

41、进一步的，检测模块用于：

42、对d轴电压分量、q轴电压分量、d轴电流分量和q轴电流分量进行低通滤波，得到d轴间谐波电压分量、q轴间谐波电压分量、d轴间谐波电流分量和q轴间谐波电流分量。

43、根据d轴间谐波电压分量、q轴间谐波电压分量、d轴间谐波电流分量和q轴间谐波电流分量检测间谐波的有功功率。

44、可选的，间谐波的有功功率满足：。

45、其中，表示间谐波的有功功率，表示d轴间谐波电压分量，表示q轴间谐波电压分量，表示d轴间谐波电流分量，表示q轴间谐波电流分量。

46、再一方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器。

47、处理器，用于执行一个或多个程序。

48、当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，实现如上述的检测方法。

49、再一方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序。计算机程序被执行时，实现如上述的检测方法。

50、与现有技术相比，本技术的有益效果为：

51、本技术提供的检测方法中，可以采集节点的三相电压实际值和三相电流实际值，接着根据三相电压实际值和三相电流实际值计算间谐波的角频率，进而根据三相电压实际值、三相电流实际值和间谐波的角频率检测间谐波的有功功率。本技术通过三相电压实际值和三相电流实际值即可实现迭代计算，响应时延远低于时频分析类算法，且无需多层筛分或多尺度分解，计算耗时短，提高了间歇波功率检测速度。

52、本技术采用滑动周期平均滤波的方式实现三相电压实际值和三相电流实际值的滤波，可有效滤除电磁干扰与采样随机噪声，优化电信号的平滑度，可提高间谐波角频率与有功功率求解精度；同时滑动周期平均滤波的方式运算简洁、耗时短，进一步提升检测的速度。

53、本技术在滑动周期平均滤波平滑信号基础上进行过零点检测，能够精准锁定电信号的时序特征，进而可以高效准确求取间谐波的角频率。另外，过零点检测运算简易、响应迅速，既可以有效提升频率与相位参数计算精度，减少检测误差，又可依据过零点时序变化规律直观判别间谐波频率，兼顾间谐波检测精度与在线实时需求。

54、本技术提供的技术方案可以有效地降低运算复杂度，并保证实时性，具有较高的精度，可以避免传统傅里叶变换算法中因非同步采样导致的频谱分辨率不足问题，且可以滤除谐波与电压突变等因素的影响，适用于电力系统在线监测场景。

55、通过本技术提供的技术方案可以精确进行间谐波功率检测，进而可以精准定位间谐波污染源、优化滤波器配置，进而及时制定抑制与防控策略，提前消除运行隐患，保障配电网可靠供电，同时助力新能源高效消纳，提升配网整体运行韧性与调控能力。