采用谱估计和混沌理论的电力系统谐波和间谐波测量方法

摘要

本发明提出了一种采用谱估计和混沌理论的电力系统谐波和间谐波测量方法。本发明的主要实现步骤是：首先应用谱估计初步测量电力系统波形中所含谐波和间谐波的数量及频率；然后基于测得的谐波和间谐波的频率构造出混沌检测振子，对其幅值进行测量，为提高检测精度，应用最大李雅普诺夫指数作为混沌检测振子处于混沌状态和大尺度周期状态相变的临界条件的判断依据。本发明能够以较高的频率分辨率和幅值测量精度高效地测出电力系统谐波和间谐波的频率和幅值，且对背景噪声的抗干扰能力强。

主权项

1.一种采用谱估计和混沌理论的电力系统谐波和间谐波测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1）建立含M个谐波和间谐波的电力系统波形：式中，A_i、f_i、分别为第i个谐波或间谐波的幅值、频率和初始相位，N(t)为随机噪声；2）对电力系统波形进行采样，得到采样序列：y(x)＝y(s·T)s＝0,1,2,…        （2）式中，T为采样时间间隔，s为非负整数；3）利用谱估计对采样序列进行功率谱分析：$P_y\left(\omega \right)={\sigma }_p^2/{[1+\underset{k=1}{\overset{p}{\Sigma }}{a}_{p,k}{e}^{-\mathrm{j\omega k}}]}^2---\left(3\right)$式中，为噪声序列的方差，ω为角频率，a_p,k(k＝1,2,…,p)为自回归谱估计模型的参数；利用上式初步得到基波、谐波及间谐波的数量及频率；4）利用测得的基波、谐波及间谐波的频率，构造如下混沌检测振子，对其幅值进行测量：$\stackrel{··}{x}\left(t\right)=-{\omega }_{i}c\stackrel{·}{x}+{\omega }_i^2(x-x^3+\gamma \cos \left({\omega }_{i}t\right))---\left(4\right)$式中，ω_i为测得的基波、谐波及间谐波角频率，c为阻尼比，γ为策动力的幅值；为提高幅值测量精度，利用最大李亚普诺夫指数λ及混沌状态和大尺度周期状态相变的临界条件作为混沌检测振子相变检测的依据，将不能引起所构造的混沌检测振子由大尺度周期状态向混沌状态相变的信号，作为“虚假”信号剔除，即得到精确的电力系统谐波和间谐波的频率和幅值。