基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法及系统

摘要

本发明公开了电力数据测量技术领域的一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法及系统，包括：采集指定的电压、电流的模拟信号；将采集的电压、电流的模拟信号转换为数字信号；对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，用于对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准；达到了对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准的目的。

说明书

技术领域

本发明属于电力数据测量技术领域，具体涉及一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法及系统。

背景技术

出于环境污染的压力和化石能源枯竭的担忧，新能源得到了大力发展。这就造成了电力电子器件在电力系统中广泛应用，造成了谐波、间谐波污染。谐波、间谐波的监测就变得尤为重要。目前常见的谐波、间谐波测量装置进行计算时，只补偿由于硬件滤波造成的幅值误差。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法及系统，达到了对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准的目的。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法，包括：采集指定的电压、电流的模拟信号；将采集的电压、电流的模拟信号转换为数字信号；对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，用于对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准。

进一步地，采集指定的电压、电流的模拟信号时，接入B码对时，实现同步采样。

进一步地，采集到的电压、电流的模拟信号x(t)表示为：

其中，X

转换后，对应的数字信号x(k)表示为：

其中，k为当前采样点序号，Δt为采样间隔，t

进一步地，谐波、间谐波的角度修正值

其中，θ

进一步地，不同频率的谐波、间谐波的角度修正值不同，均基于基波角度修正值计算得出。

进一步地，在进行基波角度校准时，基波角度修正值＝理论值-计算值；校准完毕后，基波测量角度＝计算值+基波角度修正值。

第二方面，提供一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准系统，包括：第一模块，用于采集指定的电压、电流的模拟信号；第二模块，用于将采集的电压、电流的模拟信号转换为数字信号；第三模块，用于对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；第四模块，用于根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，用于对谐波、间谐波角度进行校准。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

(1)本发明通过对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，实现了对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准的目的；

(2)本发明只需进行50Hz基波角度的校准，就可实现100～2500Hz范围内谐波、间谐波角度的自动校准，提高了谐波、间谐波的角度测量精度，为对应的高级应用提供了准确的数据支撑，提高了谐波、间谐波监测水平，从而提高了电力系统安全、稳定运行水平。

附图说明

图1是采用了本发明实施例提供的一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法进行谐波、间谐波校准的示意图；

图2是本发明实施例中描述的角度定义；

图3是本发明实施例中描述的谐波、间谐波测量装置硬件造成的延时示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法，包括：采集指定的电压、电流的模拟信号；将采集的电压、电流的模拟信号转换为数字信号；对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，用于对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准。

如图1所示，本实施例部署于电力系统谐波、间谐波测量装置中，谐波、间谐波测量装置的电压、电流采样率为12800Hz；本实施例借助电力系统同步相量测试仪实现基波角度校准。

同步相量测试仪和谐波、间谐波测量装置都需接入B码对时。

同步相量测试仪实现同步输出，以角度为0说明，同步相量测试仪1PPS时刻输出波形的瞬时最大值。

谐波、间谐波测量装置采集指定的电压、电流的模拟信号时，接入B码对时，实现同步采样，1PPS时刻和采样时刻存在重合。

同步相量测试仪输出电压、电流接入谐波、间谐波测量装置。谐波、间谐波测量装置，采集到的电压、电流的模拟信号x(t)可用下式描述：

其中，X

当输入为基波时，j＝0，输入为100Hz谐波时，j＝1。

电压、电流信号进入谐波、间谐波测量装置后，转换为小信号，再经过硬件低通滤波、A/D转换后为数字信号；信号经过一系列处理，转换后，对应的数字信号x(k)表示为：

其中，k为当前采样点序号，Δt为采样间隔，t

上述两者(公式(1)和公式(2))存在t

同步相量测试仪输出三相正序电压(电流)，A、B、C三相角度分别为0°、-120°、120°。校准基波角度时，角度修正值＝理论值-计算值。则A、B、C三相理论角度为0°、-120°、120°。

计算值为装置计算得出值。校准完毕后，将角度修正值输入至谐波、间谐波测量装置，基波测量角度＝计算值+角度修正值，补偿了硬件延时造成的误差，和理论值一致。

如图2所示，本实施例中描述的角度定义，图2(a)中1PPS与波形瞬时最大值重合，定义为角度0°，即本实施例中描述的同步相量测试仪输出三相正序电压(电流)，A相角度即为0°；图2(b)中1PPS与波形上升过程中幅值为0的时刻重合，定义为角度-90°。

如图3所示，为谐波、间谐波测量装置的硬件延时造成的输入波形滞后，延时时间为上文描述的t

针对某一台谐波、间谐波测量装置，t

θ

校准完基波角度后，可利用已知的基波角度的修正值θ

谐波、间谐波的角度修正值

其中，θ

本实施例采用的方法简单，不同频率的谐波、间谐波的角度修正值不同，均基于基波角度修正值计算得出。本实施例只需进行50Hz基波角度的校准，就可实现100～2500Hz范围内谐波、间谐波角度的自动校准，可提高谐波监测水平。

本实施例通过对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，实现了对因硬件延时产生的谐波、间谐波角度差进行校准的目的；本实施例只需进行50Hz基波角度的校准，就可实现100～2500Hz范围内谐波、间谐波角度的自动校准，提高了谐波、间谐波的角度测量精度，为对应的高级应用提供了准确的数据支撑，提高了谐波、间谐波监测水平，从而提高了电力系统安全、稳定运行水平。

实施例二：

基于实施例一所述的基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准方法，本实施例提供一种基于基波角度校准的谐波、间谐波角度校准系统，包括：

第一模块，用于采集指定的电压、电流的模拟信号；

第二模块，用于将采集的电压、电流的模拟信号转换为数字信号；

第三模块，用于对模拟信号与对应的数字信号之间因硬件延时产生的角度差进行基波角度校准，获取基波角度修正值；

第四模块，用于根据基波角度修正值，计算得出谐波、间谐波的角度修正值，用于对谐波、间谐波角度进行校准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。