超高次谐波的合并等间隔采样方法.pdfVIP

第44 卷 第16 期 2020 年8 月25 日 Vol.44No.16 Aug.25，2020 DOI：10.7500/AEPS20200217010 超高次谐波的合并等间隔采样方法 1 1 1 1 2 2 王莹鑫 ，徐永海 ，陶 顺 ，宋晓庆 ，安 哲 ，王同勋 （1. 新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206； 2. 先进输电技术国家重点实验室（全球能源互联网研究院有限公司），北京市 102209） 摘要：随着电力系统的电力电子化程度不断加深，电力系统电压、电流信号中的超高次谐波成分持 续增加。超高次谐波测量频域宽、幅值小且波动性大，传统谐波实时监测设备难以满足需求。文中 对现有的典型超高次谐波检测采样方法（全采样、等间隔采样、首末两周期采样）进行了理论推导， 比较其在幅值波动情况下的误差大小。在此基础上，提出了一种合并等间隔采样方法，结合波形特 点对采样后的数据进行重组，在保证精度的同时有效降低了数据存储量。最后，通过案例对上述采 样方法进行了验证。 关键词：电能质量；超高次谐波；合并等间隔采样；采样方法；在线监测 0 引言 压、电流信号频谱分析的准确性［14-18］。然而，此类方 法通常以被测信号的稀疏性为前提，不适用于谐波 随着智能电网的发展和可再生能源的大量接 ［19］ 成分复杂的宽频域检测分析 。因此，现阶段应用 入，换流器、潮流控制器、逆变器等电力电子设备在 的检测算法仍以傅里叶变换为主。此外，还有研究 电网中的比例持续增加，电网呈现出明显的电力电 ［1-3］ 人员从提高实时分析的同步性、加装滤波器等方面 子化特征 。电力电子器件的开关频率较高，且不 入手，提高电压、电流信号频谱分析的准确性，该类 同设备的开关频率多样，大大拓宽了电力系统中谐 方法在相关测量标准中也有体现［20-22］。 波的频域范围。2013年，在IEEEPES年会上，首次 在线监测的实时性主要与数据量和数据处理速 将电力系统电压、电流中的2~150kHz高频成分定 ［4］ 度有关，降低数据量能够有效提高在线监测的实时 义为超高次谐波（supraharmonics） 。超高次谐波 性。因此，有文献及标准对超高次谐波的采样方法 干扰是电力系统电力电子化的典型特征之一，其频 进行了改进，在保证频谱分析准确性的前提下，仅对 段（2~150kHz）与电力线通信频段（3~148.5kHz） 测量窗内部分时域波形进行采样，降低数据量，从而 存在重叠，因此，当超高次谐波在重叠频段出现时， ［3］ 提高在线监测的实时性，如国际标准IEC 61000-4- 可能对电力线通信产生干扰 。此外，超高次谐波 30中采用的32个采样区间等间隔采样方法［23-24］和 还有可能在电网中引发谐振等，对电网的安全运行