一种基于小波变换的谐波智能检测方法和系统

1.本发明属于电力领域，尤其涉及基于小波变换的谐波智能检测方法和系统。


背景技术：

2.主流的电力系统输送的电流为交流电，其波形一般不应该有大的变化。耗电设备，会由于其电路结构的原因，对电网流入的交流电的波形产生影响，耗电设备产生的非正弦电流是公用电网的谐波源，并且谐波源会向电网注入谐波电流，在电路阻抗上产生谐波电压降，与正弦波电压叠加，就会造成电网电压波形畸变，从而影响供电电能的质量。当交流电的波形受到影响过大时，会影响电网本身的电力并产生不良的影响，需要找到对应的谐波来源。


技术实现要素：

3.为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种基于小波变换的谐波智能检测方法和系统，具体技术方案如下：本发明提供一种基于小波变换的谐波智能检测方法，包括：根据负载类型，将耗电负载群划分为对应的子群；通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据；基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源。
4.优选的，所述基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源包括：根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数，处理所述电力数据以确定谐波来源。
5.优选的，所述通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据包括：获取可变的区域范围内，不同类型的负载的占比；以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群。
6.优选的，所述以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群包括：当所述负载的占比不大于指定占比阈值时，扩大所述区域范围，直至在扩大后的所述区域范围内的所述负载的占比大于指定占比阈值；以扩大后的所述区域范围和对应的所述负载的类型，设置所述子群。
7.优选的，所述根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数包括：根据所述负载类型和对应的所述占比，设置所述小波变换的变换参数。
8.本发明提供一种基于小波变换的谐波智能检测系统，包括：第一单元，用于根据负载类型，将耗电负载群划分为对应的子群；第二单元，用于通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据；第三单元，用于基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源。
9.优选的，所述基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源包括：根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数，处理所述电力数据以确定谐波来源。
10.优选的，所述通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据包括：获取可变的区域范围内，不同类型的负载的占比；以指定占比对应的所述区域范围和所
述负载类型设置所述子群。
11.优选的，所述以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群包括：当所述负载的占比不大于指定占比阈值时，扩大所述区域范围，直至在扩大后的所述区域范围内的所述负载的占比大于指定占比阈值；以扩大后的所述区域范围和对应的所述负载的类型，设置所述子群。
12.优选的，所述根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数包括：根据所述负载类型和对应的所述占比，设置所述小波变换的变换参数。
13.本发明的有益效果为：通过将耗电负载群按照负载类型划分为对应的子群，能够降低后续检测谐波来源时受到的干扰；通过负载类型设置检测设备以获取子群的电力数据，能够提高检测电力数据的效率；基于小波变换处理电力数据以确定谐波来源，准确度高。
附图说明
14.图1是根据本发明的基于小波变换的谐波智能检测方法的示意图；图2是根据本发明的基于小波变换的谐波智能检测系统的示意图。
15.主要附图标记说明：1-第一单元，2-第二单元，3-第三单元。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
18.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
19.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
20.为了解决或者背景提出的问题，提出如图1所示的一种基于小波变换的谐波智能检测方法，包括：s1、根据负载类型，将耗电负载群划分为对应的子群；s2、通过负载类型设置检测设备以获取子群对应的电力数据；s3、基于小波变换处理电力数据以确定谐波来源。
21.耗电负载群为耗电负载的集合，耗电负载简称为负载，包括不同类型的耗电设备，其电路的结构不一样，在接通交流电的时候，产生反馈也不一样。而同类型的耗电设备，即使电路结构不完全一致，但是主体的或者基本的电路结构大体上是共通的，所以接通交流电时，产生反馈只是数值不一样，反馈的本质（反馈原理）还是一样。因此，将同类型的耗电设备划分为一个子群，不容易受到其他耗电设备的影响，测试得到的电力数据比较平稳，不
会有大的起伏。
22.不同类型的耗电设备，输出的电力数据的变化规律不一样，例如，有些设备输出的电压的变化很小，而电流强度变化大；反之，有些设备输出的电流强度变化小，电压变化大；同时电力数据变化的幅度也有区别。不同的检测设备，其性能也不一样，根据耗电设备的类型，预估其输出的电力数据的变化规律，然后选择和变化规律匹配的检测设备，可以提高电力数据采集的效率。
23.小波变换（wavelet transform，wt），继承和发展了短时傅立叶变换局部化的思想，又克服了窗口大小不随频率变化等缺点，能够提供一个随频率改变的“时间-频率”窗口，是进行信号时频分析和处理的理想工具。通过小波变换处理电力数据，根据处理结果判断对应的耗电设备的子群输出的电力数据是否存在异常的谐波，存在则说明该子群的耗电设备存在谐波的源头。重复步骤s1至s3的检测过程，最终可以确定是哪一个耗电设备是谐波的源头。
24.所述基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源包括：根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数，处理所述电力数据以确定谐波来源。
25.根据负载的类型预估其输出的电力数据的变化规律，更改小波变换的变换参数中的采样率、逼近函数等数值。通过修改小波变换的变换参数，能提高小波变换处理电力数据的效果。
26.所述通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据包括：获取可变的区域范围内，不同类型的负载的占比；以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群。
27.设置一定的区域范围，以某一个坐标/地址作为起点或者中心点，得到一个地理区域。该地理区域上设置有多个耗电设备（即负载），以不同类型的耗电设备的数量与耗电设备总数量的比值作为对应类型的耗电设备的占比。通过耗电设备的占比，可以知道哪种类型的耗电设备会对电网的运行产生更显著的影响。通过确定哪种类型的耗电设备的影响力，可以为选择何种检测设备和具体的小波变换参数提供参考。
28.不同区域范围所形成的地理区域，即使同一种耗电设备的占比也可能不一样。同时，为了厘清哪种类型的耗电设备对电网产生了主要影响，需要研究占比超过一定程度的耗电设备。为此，可以改变区域范围以使其中的负载的占比发生变化。
29.所述以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群包括：当所述负载的占比不大于指定占比阈值时，扩大所述区域范围，直至在扩大后的所述区域范围内的所述负载的占比大于指定占比阈值；以扩大后的所述区域范围和对应的所述负载的类型，设置所述子群。
30.所述根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数包括：根据所述负载类型和对应的所述占比，设置所述小波变换的变换参数。
31.不同类型的负载的占比，一定程度上表明了其对电网的影响能力。通过根据负载类型和对应的占比，调整小波变换的变换参数中的采样率、逼近函数等参数。通过修改小波变换的变换参数，能提高小波变换处理电力数据的效果。
32.本发明提供一种基于小波变换的谐波智能检测系统，包括：第一单元，用于根据负载类型，将耗电负载群划分为对应的子群；第二单元，用于通过所述负载类型设置检测设备
以获取所述子群对应的电力数据；第三单元，用于基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源。
33.负载包括不同类型的耗电设备，其电路的结构不一样，在接通交流电的时候，产生反馈也不一样。而同类型的设备，即使电路结构不完全一致，但是主体的或者基本的电路结构大体上是共通的。所以接通交流电时，产生反馈只是数值不一样，反馈的本质（反馈原理）还是一样，也因此，将同类型的设备划分为一个子群，测试得到的电力数据比较平稳，不会有大的起伏，准确度高。
34.不同类型的耗电设备，输出的电力数据的变化规律不一样，例如，有些设备输出的电压的变化很小，而电流强度变化大；反之，有些设备输出的电流强度变化小，电压变化大；同时变化的幅度也有区别，不同的检测设备，其性能也不一样，根据耗电设备的类型，预估其输出的电力数据的变化规律，然后选择和变化规律匹配的检测设备，可以提高电力数据采集的效率。
35.小波变换（wavelet transform，wt），继承和发展了短时傅立叶变换局部化的思想，同时又克服了窗口大小不随频率变化等缺点，能够提供一个随频率改变的“时间-频率”窗口，是进行信号时频分析和处理的理想工具。通过小波变换处理电力数据，根据处理结果判断对应的子群的耗电设备输出的电力数据是否存在异常的谐波，存在则说明该子群的耗电设备存在谐波的源头。
36.所述基于小波变换处理所述电力数据以确定谐波来源包括：根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数，处理所述电力数据以确定谐波来源。
37.根据负载的类型预估其输出的电力数据的变化规律，变化小波变换的变换参数中的采样率、逼近函数等参数。通过修改小波变换的变换参数，能改善小波变换处理电力数据的效果。
38.所述通过所述负载类型设置检测设备以获取所述子群对应的电力数据包括：获取可变的区域范围内，不同类型的负载的占比；以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群。
39.所述以指定占比对应的所述区域范围和所述负载类型设置所述子群包括：当所述负载的占比不大于指定占比阈值时，扩大所述区域范围，直至在扩大后的所述区域范围内的所述负载的占比大于指定占比阈值；以扩大后的所述区域范围和对应的所述负载的类型，设置所述子群。
40.以某一个地址作为起点或者中心点，设置一定的区域范围，得到一个地理区域。该地理区域上设置有多个耗电设备（即负载），以不同类型的耗电设备的数量与耗电设备总数量的比值作为对应类型的耗电设备的占比。通过占比，可以知道哪种类型的耗电设备会对电网的运行产生更重要的影响。可以确定哪种类型的耗电设备的影响力，可以为选择何种检测设备和具体的小波变换参数提供参考。
41.不同区域范围形成的地理区域，即使同一种耗电设备的占比也可能不一样。同时，为了研究哪种类型的耗电设备对电网产生了主要影响，需要研究占比超过一定程度的耗电设备，为此，区域范围是可以改变以使其中的负载的占比发生变化。
42.所述根据所述负载类型设置所述小波变换的变换参数包括：根据所述负载类型和对应的所述占比，设置所述小波变换的变换参数。
43.不同类型的负载的占比，一定程度上表明了其对电网的影响能力。通过根据负载类型和对应的占比，调整小波变换的变换参数中的采样率、逼近函数等参数。通过修改小波变换的变换参数，能改善小波变换处理电力数据的效果。
44.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
45.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。
46.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。