电网谐波测量的主要参数（航天建筑设计研究院等单位的专家提出电力系统谐波检测的新方法）
电网谐波测量的主要参数（航天建筑设计研究院等单位的专家提出电力系统谐波检测的新方法）图1 谐波检测系统总体方案硬件系统主要由电压和电流传感器、信号调理电路及数据采集卡三部分构成。电压和电流传感器能够实现谐波电压和电流信号的高精度测量和采集；信号调理电路能够对电压和电流采样信号进行调理以满足数据调理电路和后级电路的需要；数据采集卡对传感器调理电路的数据进行存储。谐波水平是反映电能质量的一个重要参数，对电力系统谐波进行有效检测并对谐波参数进行精确计算有助于实现谐波的准确分析及有效抑制，具有重要的理论意义及工程应用价值。针对传统希尔伯特-黄变换采用EMD理论对谐波信号进行处理时的端点效应及模态混叠效应的问题，研究人员提出了一种改进希尔伯特-黄变换方法，该方法通过改进镜像延拓方法抑制端点效应，减小分解误差；基于自适应噪声完全经验模态分解方法克服模态混叠效应，且分解结果不产生过多虚假模态分量，所提方法实现了对谐波参数的有效检测。该方法可对具有间断点的谐波信号、含高次谐波衰减、突变谐
随着电力系统规模的不断扩大及电力电子设备的广泛应用，电力系统中谐波污染问题愈发严重。为实现对电力系统谐波的有效检测，航天建筑设计研究院有限公司、宝鸡石油机械有限责任公司、西安宝美电气工业有限公司、深圳市禾望电气股份有限公司、广西科技师范学院的研究人员杨逸帆、赵兵兵、康迪、甄景龙、张维华，在2022年第5期《电气技术》上撰文，提出基于改进希尔伯特-黄变换的谐波检测方法。研究结果表明，该方法可对具有间断点的谐波信号、含高次谐波衰减、突变谐波信号进行有效跟踪与检测。
电网建设Power grid construction
目前，伴随着新能源发电的馈入及负荷的增加，大量非线性、冲击性负载被投入运行，导致电网中的谐波污染愈加严重，谐波组成也日趋复杂。电网中的谐波严重影响电力系统的安全经济运行，必须进行有效治理。因此，针对电网谐波所带来的影响，如何快速准确地检测谐波信号，降低电网损耗，提高电能质量，成为研究电网谐波的重点。
航天建筑设计研究院有限公司、宝鸡石油机械有限责任公司等单位的研究人员，针对电网谐波检测问题，在基于希尔伯特-黄变换的谐波检测方法基础上，提出将波形匹配方法与镜像延拓方法相结合和引入自适应噪声的完全经验模态分解方法，能够对具有间断点的谐波信号、含高次谐波衰减、突变谐波信号进行有效跟踪与检测。
谐波水平是反映电能质量的一个重要参数，对电力系统谐波进行有效检测并对谐波参数进行精确计算有助于实现谐波的准确分析及有效抑制，具有重要的理论意义及工程应用价值。针对传统希尔伯特-黄变换采用EMD理论对谐波信号进行处理时的端点效应及模态混叠效应的问题，研究人员提出了一种改进希尔伯特-黄变换方法，该方法通过改进镜像延拓方法抑制端点效应，减小分解误差；基于自适应噪声完全经验模态分解方法克服模态混叠效应，且分解结果不产生过多虚假模态分量，所提方法实现了对谐波参数的有效检测。
该方法可对具有间断点的谐波信号、含高次谐波衰减、突变谐波信号进行灵敏、准确检测。研究人员采用本方法对实测信号进行谐波检测，基于检测结果可对原信号进行准确恢复。最后开发了一套谐波检测系统，实验结果证明了所提方法的准确性及有效性。
1 谐波检测系统总体方案设计基于改进希尔伯特-黄变换的谐波检测系统总体方案如图1所示，系统主要包括硬件系统和软件系统两部分。
硬件系统主要由电压和电流传感器、信号调理电路及数据采集卡三部分构成。电压和电流传感器能够实现谐波电压和电流信号的高精度测量和采集；信号调理电路能够对电压和电流采样信号进行调理以满足数据调理电路和后级电路的需要；数据采集卡对传感器调理电路的数据进行存储。
图1 谐波检测系统总体方案
本系统采用如图2所示的凌华科技生产PCI9813A数据采集卡，通过传感器及信号调理电路获取合适的谐波信号后，需通过数据采集卡对上述信号进行离散采样，以便后续系统分析及处理。
图2 PCI9813A数据采集卡
2 软件系统主界面谐波检测系统基于LabVIEW平台开发。将数据采集卡得到的电压和电流信号进行自适应处理分析，显示分析后的谐波检测结果，并对结果进行显示和保存。
电力系统谐波检测系统的主界面如图3所示，由波形显示、谐波检测及数据查询与保存三个功能区组成。根据国家标准，电力系统基波频率应在50±0.2Hz或者50±0.5Hz范围内，本系统根据国家标准进行报警设置。
图3 电力系统谐波检测系统主界面
本系统可对实时的三相电压信号和电流信号进行采集，同时软件采用本文提出的改进希尔伯特-黄变换方法进行谐波信号提取，并计算实时的基波频率。
图4 谐波检测与分析界面
谐波检测与分析界面如图4所示，软件系统集成谐波检测与数据分析模块，该模块中采用本文提出的改进希尔伯特-黄变换方法。通过该方法对信号采集卡储存的电压和电流信号进行分析和处理得到各次谐波的幅值、相位和频率等信息，并进行显示。
本文编自2022年第5期《电气技术》，论文标题为“基于改进希尔伯特-黄变换的电力系统谐波检测系统设计”，作者为杨逸帆、赵兵兵 等。
