一种用于电力系统高次谐波抑制的测控装置及方法与流程

技术特征：
1.一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于，包括：根据离散傅里叶变换算法，得出频率系数，公式如下：（7）公式（7）中，u(n)表示已知的电压输入信号，n为周期采样点数，其中，0≤k≤（n-1）；利用欧拉公式展开所述频率系数，得到所述频率系数的实部和虚部，公式如（8）和（9）所示：（8）（9）其中，n为周期采样点数，k为谐波次数，k=1，2
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13；计算得出k个频率分量的幅值，即电压的基波分量和各次谐波分量的幅值，公式如下：（10）其中，k为谐波次数，k=1，2
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13；根据所述幅值，计算得到基波和2-13次谐波的幅值大小；当2-13次中的某次谐波幅值超过设定阈值后，认定存在该次谐波分量，根据所述幅值，计算得到电压的有效值，公式如下：（11）根据所述电压的有效值，计算得到电压和电流的有效值；对于13次以上的谐波分量，不进行检测，不加入有效值计算，实现高次谐波抑制作用；同理，根据离散傅里叶变换算法以及欧拉公式，计算得到电流频率系数的实部和虚部，得出电流的基波和各次谐波幅值，其中，计算电流有效值，公式如下：（12）根据有功功率p和无功功率q的计算公式：（13）
（14）分别得出电力信号有功功率p和无功功率q的推导公式：（15）（16）。2.根据权利要求1所述的一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于：当k取值为2-13时，基波幅值和谐波幅值采用40点采样数据进行计算，电压、电流有效值等于基波幅值和谐波幅值之和。3.根据权利要求1所述的一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于：当k取值为14-38或40-50时，谐波幅值不参与有效值计算，基波幅值采用40点采样数据进行计算，电压、电流有效值等于基波幅值。4.根据权利要求1所述的一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于：当k取值大于等于39时，谐波幅值不参与有效值计算，基波幅值采用80点采样数据进行计算，电压、电流有效值等于基波幅值。5.根据权利要求1所述的一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于：谐波分量全部采用80点采样数据进行检测，电压和电流幅值同样采用80点采样数据进行计算，根据谐波检测算法：（8）（9）其中，k为谐波次数，k=1，2
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13；分解得到电压和电流信号的基波和2-13次谐波分量，再根据（10）计算得到基波和2-13次谐波的幅值大小。6.根据权利要求1所述的一种用于电力系统高次谐波抑制的测控方法，其特征在于：计算缓冲区采样数据填充完成之前，谐波检测任务正常执行，测量任务也正常运行，只是不进行测量值计算，测量幅值结果直接写入“0”值；当计算缓冲区填充一个完整周波采样数据时，测量幅值正常计算。7.一种用于电力系统高次谐波抑制的测控装置，其特征在于，包括：信号采样模块、频率计算模块、采样数据转换模块、谐波检测模块、测量值计算模块；所述信号采样模块以设定采样频率对模拟信号进行采样，得到采样信号，每周波采样点数为40点；所述频率计算模块是基于信号采样模块输出的采样数据，采用过零点算法计算系统工频，为测量值计算模块提供判断依据；
所述采样数据转换模块是基于信号采样模块输出的采样数据，进行重采样存入计算缓冲区，此时每周波采样点数大于等于80点，为谐波检测模块提供检测数据，并为测量值计算模块提供计算数据；所述谐波检测模块以采样数据转换模块输出的重采样数据作为输入，经过80点谐波检测算法，检测各次谐波分量大小，从而确定是否存在各次高次谐波，检测结果用于计算电压、电流和功率等测量值；所述测量值计算模块依据谐波检测模块的检测结果，按照测量幅值计算方案，采用40点和80点采样数据结合的方式，并基于傅里叶算法，精确计算测量值。

技术总结
本申请公开了一种用于电力系统高次谐波抑制的测控装置及方法，属于自动化测控的技术领域，包括：根据设定采样频率对模拟信号进行采样，得到采样信号；根据信号采样模块输出的采样数据，进行重采样存入计算缓冲区，为谐波检测模块提供检测数据，并为测量值计算模块提供计算数据；再根据采样数据转换模块输出的重采样数据作为输入，检测各次谐波分量大小，从而确定是否存在各次高次谐波；最后依据谐波检测模块的检测结果，按照测量幅值计算方案，并基于傅里叶算法，精确计算测量值。本申请具有能够对高次谐波进行有效的检测和抑制，极大程度地提高谐波频率分量的测量精度，进而维持电力系统的稳定运行的效果。力系统的稳定运行的效果。力系统的稳定运行的效果。


技术研发人员：姚春梅 李春龙 冯亮
受保护的技术使用者：东方电子股份有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2022/11/22