一种基于指数加权算法的电压电流谐波优化方法及装置与流程

专利2025-11-07  10


本发明涉及新能源电力,具体涉及一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法及装置。


背景技术:

1、在新能源电力行业,评估新能源风场或者是光伏/风机发电单元电能质量、电网适应性需要计算电流/电压谐波,且文献[吴学智等,基于复数滤波器和非特征次谐波注入的电网阻抗估算方法[j].电网技术,2013]也指出计算输出端口电压和电流的谐波分量也是实现电网阻抗精确估算的关键。

2、目前最常用的提取谐波方法有快速傅里叶分析(fast fouerri transform,fft)及其改进方法和离散傅里叶分析方法(discrete fourier transform,dft)。对于fft和dft而言,在实际应用中谐波频谱间的相互干扰及非同步采样引起的频谱泄漏极大地影响了检测的精度。虽然增加加窗插值算法能够改善频谱泄漏,但其运算量大,增加了控制系统运算处理器的负担,不适于在分布式电源控制系统中应用。


技术实现思路

1、为了克服上述缺陷,本发明提出了一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法及装置。

2、第一方面,提供一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法,所述基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法包括:

3、基于各电压/电流样本的数据个数确定电压/电流样本的样本量;

4、基于所述电压/电流样本的样本量确定谐波指数加权系数;

5、利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波进行优化;

6、其中,max为谐波最高次数。

7、优选的,所述电压/电流样本的样本量m为:其中,totlanumber为电压/电流样本的数据总个数,number为各电压/电流样本的数据个数。

8、优选的,所述各电压/电流样本的数据个数为:number=n*fs/f0,其中,fs为电压/电流的采样率,f0为50hz,n为周波数。

9、优选的,所述谐波最高次数为:其中,fs为电压/电流的采样率,f0为50hz。

10、进一步的,所述谐波指数加权系数如下:

11、

12、上式中,β为谐波指数加权系数,e为自然常数,m为电压/电流样本的样本量。

13、优选的,所述预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波的获取过程包括:采用快速傅里叶分析法提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波。

14、进一步的,所述利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波进行优化,包括:

15、按下式优化第t个电压/电流样本对应的l次谐波:

16、

17、上式中,v{t}[l]为优化后第t个电压/电流样本对应的l次谐波,θ{t}[l]为优化前第t个电压/电流样本对应的l次谐波,t∈[1,m],l∈[2,max],v{0}[l]=0。

18、第二方面,提供一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化装置,所述基于指数加权算法的电压/电流谐波优化装置包括:

19、第一确定模块,用于基于各电压/电流样本的数据个数确定电压/电流样本的样本量;

20、第二确定模块,用于基于所述电压/电流样本的样本量确定谐波指数加权系数;

21、优化模块,用于利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波进行优化;

22、其中,max为谐波最高次数。

23、第三方面,提供一种计算机设备,包括:一个或多个处理器;

24、所述处理器,用于执行一个或多个程序;

25、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现所述的基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法。

26、第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现所述的基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法。

27、本发明上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种有益效果:

28、本发明提供了一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法及装置,包括:基于各电压/电流样本的数据个数确定电压/电流样本的样本量;基于所述电压/电流样本的样本量确定谐波指数加权系数;利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波进行优化;其中,max为谐波最高次数。本发明提供的技术方案,将指数加权算法引用到修正fft谐波提取中,在满足准确快速提取谐波的基础上尽可能解决采样数据抖动、干扰等问题。



技术特征:

1.一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电压/电流样本的样本量m为:其中,totlanumber为电压/电流样本的数据总个数,number为各电压/电流样本的数据个数。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述各电压/电流样本的数据个数为:number=n*fs/f0,其中,fs为电压/电流的采样率,f0为50hz,n为周波数。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述谐波最高次数为:其中,fs为电压/电流的采样率,f0为50hz。

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述谐波指数加权系数如下:

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波的获取过程包括:采用快速傅里叶分析法提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波。

7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~max次谐波进行优化,包括:

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法的装置,其特征在于,所述装置包括:

9.一种计算机设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1至7中任意一项所述的基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法。


技术总结
本发明涉及新能源电力技术领域,具体提供了一种基于指数加权算法的电压/电流谐波优化方法及装置,包括:基于各电压/电流样本的数据个数确定电压/电流样本的样本量;基于所述电压/电流样本的样本量确定谐波指数加权系数;利用所述谐波指数加权系数对预先提取的各电压/电流样本对应的2~MAX次谐波进行优化;其中,MAX为谐波最高次数。本发明提供的技术方案,能够去除信号采样产生的谐波干扰。

技术研发人员:杨宁宁,李少林,孙谊媊,郭小龙,李春彦,李渝,钱晨菲,曲春辉,贺敬,张梅,苗风麟,张进,亢朋朋,杨桂兴
受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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