一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法与流程

1.本发明涉及低采样率下宽频带谐振频率的辨识技术领域，特别是涉及一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法。


背景技术：

2.电容器作为配用电系统中的主要容抗提供者，极易参与并影响配用电系统的谐振事故，此外其自身的安全稳定运行也极易受系统谐振的影响。目前，基于电容器的谐振保护主要是将电容器支路的谐波电压或谐波电流作为保护的判据，但由于微机保护装置的采样率较低，一般为800hz、1000hz或1200hz，无法从采样值中不失真地恢复出高于1/2奈奎斯特频率的高频信号，难以满足电力电子化配电网高频谐振保护的目的。而提高采样率，将会对数据存储空间和存储速度提出更高要求，增大保护装置成本。而基于压缩感知、有限新息率采样等理论实现欠采样率下高频信号频率及幅值重构的方法，存在计算量大、抗噪声能力弱的缺点，在微机保护装置中的适用性较差。因此，如何在低采样率下简单准确地辨识高频谐振频率及幅值，提升保护装置谐振保护频带，是当前急需解决的关键技术难题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提出一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，解决如何提升电容器微机保护装置对宽频带谐振的频率辨识及保护能力的技术问题。
4.一方面，提供一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，包括：
5.按照实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，根据所述供电母线电压波形确定对应的谐波电压幅值、谐波电压初相位，根据所述电容器支路电流波形确定对应的谐波电流幅值、谐波电流初相位，并计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角；
6.将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比，根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数；
7.根据预设的采样频率、谐波阻抗角特性、所述谐波阻抗值及所述理论谐波阻抗值对所述疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选，确定电网中疑似存在频谱混叠的谐波对应的真实存在的谐波次数；
8.根据微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线对所述真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原，判断其是否达到对应的谐振保护阈值并根据判断结果执行相应保护动作；
9.其中，所述微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线和预设的采样频率通过所述电容器组对应的微机保护装置的基础参数获取；所述理论谐波阻抗值和所述理论谐波阻抗角为通过所述电容器组的基础参数计算的电容器组理论的谐波阻抗值和理论的谐波阻抗角。
10.优选地，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体包括：
11.根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗值：
12.z'
c,h
＝uh/ih13.其中，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，uh表示电容器供电母线的h次谐波电压幅值，ih表示电容器支路的h次谐波电流幅值。
14.优选地，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体还包括：
15.根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗角：
[0016][0017]
其中，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，表示电容器供电母线的h次谐波电压初相位，表示电容器支路的h次谐波电流初相位。
[0018]
优选地，根据以下公式将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比：
[0019][0020]
其中，k1表示对比结果，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，z
c,h
表示理论谐波阻抗值，k
1,limit
表示设定的判断阈值。
[0021]
优选地，所述根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数具体包括：
[0022]
当计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值之间的对比结果大于设定的判断阈值时，判定该次谐波疑似存在频谱混叠，并将该谐波次数输出疑似存在频谱混叠的谐波次数；
[0023]
重复对所有频谱混叠次数进行对比，直到所有频谱混叠次对比完成，得到包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组。
[0024]
优选地，所述对所述疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选具体包括：
[0025]
根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组和所述采样频率罗列出该数组对应电网中疑似存在的真实谐波次数；
[0026]
根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组对应的谐波阻抗值与所述理论谐波阻抗值进行对比，确定与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数；
[0027]
在电网中疑似存在的真实谐波次数中，筛选与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数，确定的电网中真实存在的谐波次数。
[0028]
优选地，还包括：
[0029]
根据谐波阻抗角特性对电网中真实存在的谐波次数进行验证；
[0030]
其中，所述谐波阻抗角特性具体为，当确定的电网中真实存在的谐波次数在以下不同区间时，谐波阻抗角满足如下特性：
[0031]
时，阻抗角相位倒置，
[0032]
时，阻抗角相位相同，
[0033]
时，阻抗角相位倒置，
[0034]
其中，k
2,limit1
和k
2,limit2
均为设定的判断阈值参数，hr为确定的电网中真实存在的谐波次数，fs为采样频率，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，为理论谐波阻抗角。
[0035]
优选地，根据微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线对所述真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原具体包括：
[0036]
根据微机保护装置的低通滤波器幅频特性曲线，确定电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数；
[0037]
根据以下公式还原电网中真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流：
[0038]
u'
hr
＝u
hr
/kr[0039]
i'
hr
＝i
hr
/kr[0040]
其中，u'
hr
为还原后的谐波电压；i'
hr
为还原后的谐波电流；u
hr
为还原前的谐波电压；i
hr
为还原前的谐波电流；kr为电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数。
[0041]
优选地，判断其是否达到对应的谐振保护阈值具体包括：
[0042]
设定谐振保护动作阈值，当检测到还原后的谐波电压大于谐振保护动作阈值时，判定配电系统发生谐振，并通过给电容器投切开关发送保护指令，切除电容器支路；
[0043]
判断电容器切除后对应频率的谐波电压含有率，若谐波电压含有率降低，则判定谐振消失。
[0044]
优选地，所述通过所述电容器组的基础参数计算的电容器组理论的谐波阻抗值和理论的谐波阻抗角具体包括：
[0045]
所述理论谐波阻抗角根据以下公式计算：
[0046][0047]
其中，为理论谐波阻抗角；xc为电容器组基波容抗；rs为电容器组介质损耗等效的电阻值；h为对应谐波次数；
[0048]
所述理论谐波阻抗值根据以下公式计算：
[0049][0050]
其中，z
c,h
为理论谐波阻抗值；j为虚数单位；xc为电容器组基波容抗；rs为电容器组介质损耗等效的电阻值；h为对应谐波次数。
[0051]
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
[0052]
本发明提供的对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，融合了频谱混叠的幅频特征、相频特征以及电容器谐波阻抗特性，实现了低采样率下对高频谐波或高频谐振频率的辨识及保护，大大拓展了电容器微机保护装置的保护频带，提升了电容器微机保护装置在电力电子化配电网谐振保护中的适应性。
附图说明
[0053]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0054]
图1为本发明实施例中一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法的主流程示意图。
[0055]
图2为本发明实施例中一种微机保护装置模块构成及其接入电网的单线示意图。
[0056]
图3为本发明实施例中一种频谱混叠后的阻抗角变化特征示意图。
[0057]
图4为本发明实施例中一种低通滤波器幅频特性曲线。
[0058]
图5为本发明实施例中一种微机保护装置采样的电压和电流波形图。
[0059]
图6为本发明实施例中一种微机保护装置计算的谐波电压和谐波电流频谱图。
具体实施方式
[0060]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0061]
如图1所示，为本发明提供的一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
[0062]
步骤s1，按照实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，根据所述供电母线电压波形确定对应的谐波电压幅值、谐波电压初相位，根据所述电容器支路电流波形确定对应的谐波电流幅值、谐波电流初相位，并计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角；也就是，实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，接线方式如图2所示，采用全周傅氏算法分析电容器供电母线的h次谐波电压幅值uh、h次谐波电压初相位以及电容器支路的h次谐波电流幅值ih、h次谐波电流初相位全周傅氏算法为微机保护装置的常用算法，不再赘述；通过测试数据计算出电容器支路的h次谐波阻抗值和h次谐波阻抗角。
[0063]
具体实施例中，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体包括：
[0064]
根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗值：
[0065]
z'
c,h
＝uh/ih[0066]
其中，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，uh表示电容器供电母线的h次谐波电压幅值，ih表示电容器支路的h次谐波电流幅值。
[0067]
具体地，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体还包括：
[0068]
根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗角：
[0069][0070]
其中，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，表示电容器供电母线的h次谐波电压初相位，表示电容器支路的h次谐波电流初相位。
[0071]
步骤s2，将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比，根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数；也就是，将测试计算的h次谐波阻抗值z'
c,h
，与通过电容器组参数理论计算的h次谐波阻抗值z
c,h
进行对比，判断可能存在频谱混叠的谐波次数hx
。
[0072]
具体实施例中，根据以下公式将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比：
[0073][0074]
其中，k1表示对比结果，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，z
c,h
表示理论谐波阻抗值，k
1,limit
表示设定的判断阈值。
[0075]
具体地，所述根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数具体包括：当计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值之间的对比结果大于设定的判断阈值时，判定该次谐波疑似存在频谱混叠，并将该谐波次数输出疑似存在频谱混叠的谐波次数；重复对所有频谱混叠次数进行对比，直到所有频谱混叠次对比完成，得到包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组。可理解的，当测试计算的h次谐波阻抗值与理论计算的h次阻抗值存在较大偏差时，可判断h次谐波可能存在频谱混叠，并将该谐波次数赋值给h
x
。依此类推，直至得到包含所有频谱混叠次数的数组h
x
。k
1,limit
设置过小可能会造成测量误差导致的谐振预判，设置过大会导致实际谐波频率与其镜像频率接近时难以预判准确判断。在实际应用时，k
1,limit
可在0.1～0.2之间取值。
[0076]
步骤s3，根据预设的采样频率、谐波阻抗角特性、所述谐波阻抗值及所述理论谐波阻抗值对所述疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选，确定电网中疑似存在频谱混叠的谐波对应的真实存在的谐波次数；也就是，针对上述步骤确定的h
x
，结合采样频率fs、电容器组谐波阻抗值和谐波阻抗角特性，对电网中真实存在的谐波次数hr进行综合辨识。
[0077]
具体实施例中，根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组和所述采样频率罗列出该数组对应电网中疑似存在的真实谐波次数；根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组对应的谐波阻抗值与所述理论谐波阻抗值进行对比，确定与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数；在电网中疑似存在的真实谐波次数中，筛选与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数，确定的电网中真实存在的谐波次数。可理解的，根据确定的h
x
和采样频率fs，可罗列出该镜像谐波h
x
对应电网中可能存在的真实谐波次数ha，方法如下：ha＝kfs/50
±hx k＝1,2，
……
。
[0078]
具体地，针对得到的可能存在频谱混叠的谐波次数数组h
x
，再根据得到h
x
次谐波对应的谐波阻抗值与理论计算的h次谐波阻抗z
c,h
进行对比，寻找与最接近的谐波阻抗对应的谐波次数h'a。在上述罗列的可能存在的真实谐波次数ha中，寻找与h'a中最接近的谐波次数hr，则hr即为确定的电网中真实存在的谐波次数。
[0079]
本实施例中，为保证真实谐波次数hr判断的准确性，可进一步根据谐波阻抗角特性对电网中真实存在的谐波次数进行验证；
[0080]
其中，所述谐波阻抗角特性具体为，当确定的电网中真实存在的谐波次数在以下不同区间时，谐波阻抗角满足如下特性：
[0081]
时，阻抗角相位倒置，
[0082]
时，阻抗角相位相同，
[0083]
时，阻抗角相位倒置，
[0084]
其中，k
2,limit1
和k
2,limit2
均为设定的判断阈值参数，hr为确定的电网中真实存在的谐波次数，fs为采样频率，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，为理论谐波阻抗角。可理解的，依此类推，不同频段的谐波混叠后的阻抗角相位特征如图3所示，当阻抗角相位倒置时，测试计算的谐波阻抗角与理论计算的谐波阻抗角反相，考虑测量误差，k
2,limit1
可取20
°
；当阻抗角相位相同时，测试计算的谐波阻抗角与理论计算的谐波阻抗角同相，考虑测量误差，k
2,limit2
可取160
°
。
[0085]
步骤s4，根据微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线对所述真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原，判断其是否达到对应的谐振保护阈值并根据判断结果执行相应保护动作；也就是，针对上述步骤辨识出的谐波次数hr，根据确定的微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线，对hr次谐波电压和谐波电流进行还原，判断是否达到谐振保护阈值并执行相应保护动作。
[0086]
具体实施例中，根据微机保护装置的低通滤波器幅频特性曲线，确定电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数；
[0087]
根据以下公式还原电网中真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流：
[0088]
u'
hr
＝u
hr
/kr[0089]
i'
hr
＝i
hr
/kr[0090]
其中，u'
hr
为还原后的谐波电压；i'
hr
为还原后的谐波电流；u
hr
为还原前的谐波电压；i
hr
为还原前的谐波电流；kr为电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数。
[0091]
具体地，设定谐振保护动作阈值，当检测到还原后的谐波电压大于谐振保护动作阈值时，判定配电系统发生谐振，并通过给电容器投切开关发送保护指令，切除电容器支路；判断电容器切除后对应频率的谐波电压含有率，若谐波电压含有率降低，则判定谐振消失。
[0092]
具体实施例中，所述微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线和预设的采样频率通过所述电容器组对应的微机保护装置的基础参数获取；其中，所述电容器微机保护装置的基础参数包括采样频率和低通滤波器幅频特性曲线。电容器微机保护装置采样频率fs一般为确定的值，如800hz、1000hz、1200hz等，低通滤波器幅频特性取决于微机保护装置滤波器的阶数和参数，该幅频特性曲线可由微机保护装置生产商提供。
[0093]
所述理论谐波阻抗值和所述理论谐波阻抗角为通过所述电容器组的基础参数计算的电容器组理论的谐波阻抗值和理论的谐波阻抗角。所述电容器组基础参数包括单体电容器额定电压uc、单体电容器额定容量qc、每相电容器串联数n、每相电容器并联数m；并根据搜集的电容器组基础参数，计算出电容器组理论的h次谐波阻抗值和谐波阻抗角。其中，所述理论谐波阻抗角根据以下公式计算：
[0094][0095]
其中，为理论谐波阻抗角；xc为电容器组基波容抗；rs为电容器组介质损耗等效的电阻值；h为对应谐波次数；
[0096]
所述理论谐波阻抗值根据以下公式计算：
[0097][0098]
其中，z
c,h
为理论谐波阻抗值；j为虚数单位；xc为电容器组基波容抗；rs为电容器组介质损耗等效的电阻值，该值可按下式简化估算h为对应谐波次数，h＝2,3，
……
。
[0099]
本发明具体的一个实施例，电容器微机保护装置的采样率为1200hz，即每周波采样24个点，保护装置的低通滤波器幅频特性曲线如图4所示。保护装置所保护的电容器组基波容抗xc＝50ω，为便于说明，本次计算取rs＝0，谐波阻抗角为-90
°
，对应电容器谐波阻抗z
c,h
＝-j*50/h，其中，h＝2,3,
……
。在电容器供电母线上加入29次谐波电压，谐波电压含量为38.5v。通过保护装置实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，波形如图5所示，通过全周波傅氏算法计算出电容器供电母线谐波电压频谱和电容器支路谐波电流频谱分布，如图6所示，测试计算的5次谐波电压幅值为u5＝6.52v，测试计算的5次谐波电压初相角为测试计算的5次谐波电流幅值为i5＝3.66a，测试计算的5次谐波电压初相角为进一步计算得到5次谐波阻抗值z'
c,5
＝1.78ω、5次谐波阻抗角
[0100]
将保护装置测试计算的5次谐波阻抗值z'
c,5
＝1.78ω与电容器组理论计算的谐波阻抗值z
c,5
＝50/5＝10ω进行对比，设k
1,limit
＝0.2，计算得到k1＝0.822，k1》k
1,limit
，测试计算的5次谐波阻抗值与理论计算的5次阻抗值存在较大偏差，判断5次谐波可能存在频谱混叠，将5次谐波次数赋值给h
x
。由于采样频率fs＝1200hz，罗列出该5次谐波可能的真实谐波次数如下：
[0101][0102]
由于z'
c,5
＝1.78ω，该阻抗与理论计算的28次谐波阻抗z
c,28
＝50/28＝1.786最接近，即通过与电容器理论计算的谐波阻抗对比，确定与z'
c,5
最接近的谐波阻抗对应的谐波次数h'a＝28。进一步地，根据上表中根据频谱混叠规律罗列出的谐波频率，最接近h'a＝28的谐波次数是29次，则推算出hr＝29即为确定的电网中真实存在的谐波次数，推算结果与仿真设置的谐波次数一致。
[0103]
结合谐波阻抗角的混叠特性，对hr＝29的判断结果再次进行验证。对于29次谐波，hr∈(fs/503
×fs
/2/50)频段，谐波阻抗角相位相同，设k
2,limit2
＝160
°
，而计算的k2＝|-77.98
°‑
90
°
|＝167.98
°
，得到k2》k
2,limit2
，满足谐波阻抗角混叠特征，验证通过。
[0104]
根据提供的保护装置低通滤波器幅频特性曲线，得到29次谐波对应的增益系数kr＝0.1675，则可还原出29次谐波电压实际值u'
29
＝6.52v/0.1675＝38.92v，与仿真设置的谐波电压幅值(38.5v)基本一致。还原出29次谐波电流实际值i'
29
＝3.66a/0.1675＝21.85a。若设置谐振保护动作阈值为20v，则还原后的谐波电压u
′
29
大于设定的阈值，判断配电系统可能发生了29次谐波谐振，则保护装置给电容器投切开关发送切除指令，以切除电容器支路，破坏谐振条件。
[0105]
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
[0106]
本发明提供的对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，融合了频谱混叠的幅频特征、相频特征以及电容器谐波阻抗特性，实现了低采样率下对高频谐波或高频谐振频率的辨识及保护，大大拓展了电容器微机保护装置的保护频带，提升了电容器微机保护装置在电力电子化配电网谐振保护中的适应性。
[0107]
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，其特征在于，包括：按照实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，根据所述供电母线电压波形确定对应的谐波电压幅值、谐波电压初相位，根据所述电容器支路电流波形确定对应的谐波电流幅值、谐波电流初相位，并计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角；将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比，根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数；根据预设的采样频率、谐波阻抗角特性、所述谐波阻抗值及所述理论谐波阻抗值对所述疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选，确定电网中疑似存在频谱混叠的谐波对应的真实存在的谐波次数；根据微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线对所述真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原，判断其是否达到对应的谐振保护阈值并根据判断结果执行相应保护动作；其中，所述微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线和预设的采样频率通过所述电容器组对应的微机保护装置的基础参数获取；所述理论谐波阻抗值和所述理论谐波阻抗角为通过所述电容器组的基础参数计算的电容器组理论的谐波阻抗值和理论的谐波阻抗角。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体包括：根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗值：z'
c,h
＝u
h
/i
h
其中，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，u
h
表示电容器供电母线的h次谐波电压幅值，i
h
表示电容器支路的h次谐波电流幅值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算出所述电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角具体还包括：根据以下公式计算所述电容器支路的谐波阻抗角：其中，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，表示电容器供电母线的h次谐波电压初相位，表示电容器支路的h次谐波电流初相位。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下公式将计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比：其中，k1表示对比结果，z
′
c,h
表示电容器支路的h次谐波阻抗值，z
c,h
表示理论谐波阻抗值，k
1,limit
表示设定的判断阈值。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据对比结果确定疑似存在频谱混叠的谐波次数具体包括：
当计算出的所述谐波阻抗值与理论谐波阻抗值之间的对比结果大于设定的判断阈值时，判定该次谐波疑似存在频谱混叠，并将该谐波次数输出疑似存在频谱混叠的谐波次数；重复对所有频谱混叠次数进行对比，直到所有频谱混叠次对比完成，得到包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选具体包括：根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组和所述采样频率罗列出该数组对应电网中疑似存在的真实谐波次数；根据包含所有疑似存在频谱混叠的谐波次数的数组对应的谐波阻抗值与所述理论谐波阻抗值进行对比，确定与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数；在电网中疑似存在的真实谐波次数中，筛选与所述谐波阻抗值最接近的谐波阻抗对应的谐波次数，确定的电网中真实存在的谐波次数。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：根据谐波阻抗角特性对电网中真实存在的谐波次数进行验证；其中，所述谐波阻抗角特性具体为，当确定的电网中真实存在的谐波次数在以下不同区间时，谐波阻抗角满足如下特性：时，阻抗角相位倒置，时，阻抗角相位倒置，时，阻抗角相位相同，时，阻抗角相位相同，时，阻抗角相位倒置，其中，k
2,limit1
和k
2,limit2
均为设定的判断阈值参数，h
r
为确定的电网中真实存在的谐波次数，f
s
为采样频率，表示电容器支路的h次谐波阻抗角，为理论谐波阻抗角。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据微机保护装置低通滤波器幅频特性曲线对所述真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原具体包括：根据微机保护装置的低通滤波器幅频特性曲线，确定电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数；根据以下公式还原电网中真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流：u'
hr
＝u
hr
/k
r
i'
hr
＝i
hr
/k
r
其中，u'
hr
为还原后的谐波电压；i'
hr
为还原后的谐波电流；u
hr
为还原前的谐波电压；i
hr
为还原前的谐波电流；k
r
为电网中真实存在的谐波次数对应的增益系数。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，判断其是否达到对应的谐振保护阈值具体包括：
设定谐振保护动作阈值，当检测到还原后的谐波电压大于谐振保护动作阈值时，判定配电系统发生谐振，并通过给电容器投切开关发送保护指令，切除电容器支路；判断电容器切除后对应频率的谐波电压含有率，若谐波电压含有率降低，则判定谐振消失。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述电容器组的基础参数计算的电容器组理论的谐波阻抗值和理论的谐波阻抗角具体包括：所述理论谐波阻抗角根据以下公式计算：其中，为理论谐波阻抗角；x
c
为电容器组基波容抗；r
s
为电容器组介质损耗等效的电阻值；h为对应谐波次数；所述理论谐波阻抗值根据以下公式计算：其中，z
c,h
为理论谐波阻抗值；j为虚数单位；x
c
为电容器组基波容抗；r
s
为电容器组介质损耗等效的电阻值；h为对应谐波次数。

技术总结
本发明提供一种对于低采样率下宽频带谐振频率的辨识方法，包括，按照实时采样电容器组的供电母线电压波形和电容器支路电流波形，确定谐波电压幅值、谐波电压初相位，确定谐波电流幅值、谐波电流初相位，计算出电容器支路的谐波阻抗值和谐波阻抗角；将谐波阻抗值与理论谐波阻抗值进行对比，确定疑似存在频谱混叠的谐波次数；对疑似存在频谱混叠的谐波次数进行筛选，确定电网中疑似存在频谱混叠的谐波对应的真实存在的谐波次数；对真实存在的谐波次数对应的谐波电压和谐波电流进行还原，判断其是否达到对应的谐振保护阈值。本发明实现低采样率下对高频谐波或高频谐振频率的辨识及保护，提升电容器微机保护装置在配电网谐振保护中的适应性。中的适应性。中的适应性。


技术研发人员：汪清 张华赢 汪桢子 高敏 朱明星 曹义力 焦亚东
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/12