谐波异常诊断方法、装置、计算机设备和存储介质与流程

本技术涉及电力诊断，特别是涉及一种谐波异常诊断方法、装置、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、目前，220kv及以上厂站配置的电压互感器均为电容式电压互感器(cvt)，cvt通过电容分压器将一次电压变成二次电压，再通过电磁单元将二次电压降压和隔离，得到一个标准的测量电压。这种设计使得电磁单元的二次电压与施加到电容分压器上的电压之间呈现线性关系，因此电磁单元的输出电压可以被视为与一次电压成比例。正常运行情况下，cvt对于一次基频电压的测量准确度是令人满意的。

2、随着高比例电力电子设备、高比例新能源接入，主网架结构及系统运行特性发生深刻变化，谐波问题日益突出，对谐波检测也提出了新的要求。但iec 600445-5.instrument transformers-part 5:capacitor voltage transformer、gb 4703电容式电压互感器、gb/t 14549-1993电能质量公用电网谐波等不同标准均指出：cvt仅能反映工频电气量参数，无法正确传递谐波、间谐波等电能质量干扰信号。现场已经多次发生，cvt测量结果显示谐波超标，但实际未超标的情况。可见，cvt谐波监测结果失真已经给电网调度带来的难度，也对电网的稳定运行造成了严重影响。

3、在目前的技术中，采用其他技术路线的电压互感器是解决谐波检测问题的最直接手段，不过该方法存在成本过高的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种谐波异常诊断方法、装置、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种谐波异常诊断方法。所述方法包括：

3、确定电网谐波的当前采样周期以及获取所述当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；

4、基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；

5、基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量；

6、获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；

7、在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定所述电网谐波处于异常状态。

8、在其中一个实施例中，所述获取所述当前采样周期内对应的当前傅里叶分解时间窗，包括：获取所述当前采样周期的采样频率以及获取所述当前傅里叶分解时间窗内包含的采样点数；将所述采样点数和所述采样频率的比值确定为所述当前傅里叶分解时间窗。

9、在其中一个实施例中，所述获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，包括：将所述基频分量的平方的二分之一确定为所述第一电压能量。

10、在其中一个实施例中，所述获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量，包括：基于所述一次电压获取所述一次电压对应的直流分量；获取所述一次电压和所述直流分量的差值的平方；将所述差值的平方在所述当前傅里叶分解时间窗内的积分与所述当前傅里叶分解时间窗的时间长度的商值确定为所述第二电压能量。

11、在其中一个实施例中，所述基于电容式电压互感器获取电网谐波的一次电压，包括：获取所述电容式电压互感器的高压电容的第一电容电压和低压电容的第二电容电压；根据所述第一电容电压和所述第二电容电压获取所述电网谐波的一次电压。

12、在其中一个实施例中，所述获取所述电容式电压互感器的高压电容的第一电容电压和低压电容的第二电容电压，包括：获取所述电容式电压互感器的所述高压电容的第一电容电流和所述低压电容的第二电容电流；根据所述第一电容电流获取所述高压电容的第一电容电压，以及根据所述第二电容电流获取所述低压电容的第二电容电压；所述根据所述第一电容电压和所述第二电容电压获取所述电网谐波的一次电压，包括：将所述第一电容电压和所述第二电容电压的和确定为所述一次电压。

13、在其中一个实施例中，所述方法还包括：在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的所述预设电压能量区间内的情况下，获取新的当前采样周期以及所述新的当前采样周期对应的新的当前傅里叶分解时间窗，并执行基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量的步骤，直到完成针对所述一次电压的所有采样周期。

14、第二方面，本技术提供了一种谐波异常诊断装置。所述装置包括：

15、获取模块，用于确定电网谐波的当前采样周期以及获取所述当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；

16、第一计算模块，用于基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；

17、傅里叶分解模块，用于基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量；

18、第二计算模块，用于获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；

19、判断模块，用于在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定所述电网谐波处于异常状态。

20、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

21、确定电网谐波的当前采样周期以及获取所述当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；

22、基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；

23、基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量；

24、获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；

25、在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定所述电网谐波处于异常状态。

26、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

27、确定电网谐波的当前采样周期以及获取所述当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；

28、基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；

29、基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量；

30、获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；

31、在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定所述电网谐波处于异常状态。

32、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

33、确定电网谐波的当前采样周期以及获取所述当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；

34、基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；

35、基于所述一次电压获取所述一次电压对应的基频分量；

36、获取所述基频分量在所述当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取所述一次电压在所述当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；

37、在所述第二电压能量和所述第一电压能量的比值位于所述一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定所述电网谐波处于异常状态。

38、上述谐波异常诊断方法、装置、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品中，可以基于电容式电压互感器对电网谐波进行测量，可以基于电网谐波的电压波形包含的多个采样周期，获取当前采样周期以及获取当前采样周期对应的当前傅里叶分解时间窗；基于电容式电压互感器获取所述电网谐波在所述当前傅里叶分解时间窗内的一次电压；可以基于一次电压获取一次电压对应的基频分量；接下来，可以获取基频分量在当前傅里叶分解时间窗内的第一电压能量，以及获取一次电压在当前傅里叶分解时间窗内的第二电压能量；最终，可以基于第二电压能量和第一电压能量的比值判断该电网谐波是否存在异常，并在第二电压能量和第一电压能量的比值位于一次电压对应的预设电压能量区间之外的情况下，确定电网谐波处于异常状态。本技术实施例提供的该谐波异常诊断方法，可以解决cvt谐波监测结果失真的问题，同时也可以避免采用其他技术路线的电压互感器进行谐波检测的成本过高的问题。