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                    电能质量监测

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                    谐波检测的三大方法

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                    谐波检测的三大方法

                    发布日期:2022-04-25 作者:坤能电气 点击:

                    一、模拟电路


                    消除谐波的方法很多,即有主动型,又有被动型;既有无源的,也有有源的,还有混合型的,目前都是采用有源电力滤波器。但由于电力谐波监测装置环节多采用模拟电路,因而造价较高,且由于模拟带通滤波器对频率和温度的变化非常敏感,故使其基波幅值误差很难控制在10%以内,严重影响了有源滤波器的控制性能。


                    近年来,人工神经网络的研究取得了较大进展,由于神经元有自适应和自学习能力,且结构简单,输入输出关系明了,因此可用神经元替代自适应滤波器,再用一对与基波频率相同,相位相差90度的正弦向量作为神经元的输入。由神经元先得到基波电流,然后检测出应补偿的电流,从而完成谐波电流的检测。但人工神经网络的硬件目前还是一个比较薄弱的环节,限制了其应用范围。


                    二、傅立叶变换


                    利用傅立叶变换可在数字域进行谐波检测,电力系统的谐波分析,目前大都是通过该方法实现的,离散傅立叶变换所需要处理的是经过采样和A/D转换得到的数字信号,设待测信号为x(t),采样间隔为 t秒,采样频率 =1/ t满足采样定理,即 大于信号Z高频率分量的2倍,则采样信号为x(n t),并且采样信号总是有限长度的,即n=0,1……N-1。


                    这相当于对无限长的信号做了截断,因而造成了傅立叶变换的泄露现象,产生误差。此外对于离散傅立叶变换来说,如果不是整数周期采样,那么即使信号只含有单一频率,离散傅立叶变换也不可能求出信号的准确参数,因而出现栅栏效应。通过加窗可以减小泄露现象的影响。


                    三、小波变换


                    小波变换已广泛应用于信号分析、语音识别与合成、自动控制、图象处理与分析等领域。电力谐波是由各种频率成分合成的、随机的、出现和消失都非常突然的信号,在应用离散傅立叶变换进行处理受到局限的情况下,可充分发挥小波变换的优势。即对谐波采样离散后,利用小波变换对数字信号进行处理,从而实现对谐波的精确测定。


                    小波可以看作是一个双窗函数,对一信号进行小波变换相当于从这一时频窗内的信息提取信号。对于检测高频信息,时窗变窄,可对信号的高频分量做细致的观测。对于分析低频信息,这时时窗自动变宽,可对信号的低频分量做概貌分析。所以小波变换具有自动“调焦”性。


                    小波变换是按频带而不是按频点的方式处理频域信息,因此信号频率的微小波动不会对处理产生很大的影响,并不要求对信号进行整周期采样。另外由小波变换的时间局部可知,在信号的局部发生波动时,不会象傅立叶变换那样把影响扩散到整个频谱,而只改变当时一小段时间的频谱分布,因此采用小波变换可以跟踪时变和暂态信号。


                    电力谐波监测装置

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