1.一种利用智能传感终端对电网信号全频段测量的方法,其特征在于,所述方法包括:所述智能传感终端的数据采集模块采集信号数据;所述智能传感终端的计算与通信模块进行基波、谐波和间谐波的测量,得到基波、谐波和间谐波值;所述智能传感终端的计算与通信模块进行基波、谐波和间谐波的测量,得到基波、谐波和间谐波值,包括:所述计算与通信模块将所述信号数据进行数字滤波去除非工频信号后,基于滤波后的数据计算得到所述基波和谐波的各相电压有效值、各相电流有效值;所述计算与通信模块将所述信号数据进行数字滤波去除工频信号后,基于滤波后的数据和所述基波和谐波的各相电压有效值、各相电流有效值,计算得到间谐波值;其中,所述基波、谐波值包括所述基波和谐波的各相电压幅值有效值、各相电流幅值有效值;所述基于滤波后的数据和所述基波和谐波的各相电压有效值、各相电流有效值,计算得到间谐波值,包括:根据采样频率和预先设定的间谐波时间窗,确定间谐波测量的频率分辨率及间谐波的频率测量范围;采用FFT算法,计算得到所述测量范围内以所述间谐波的频率分辨率为公差的电网信号三相电压、三相电流各自的间谐波幅值测量初值和频率测量初值;基于所述基波、谐波的各相电压有效值、各相电流有效值和所述间谐波幅值测量初值,结合预设的超限判据判断所述间谐波幅值测量初值是否超过预设的阈值;当所述间谐波幅值测量初值超过预设的阈值时,采用定向高精度算法计算得到间谐波值,否则采用聚合算法计算得到间谐波值;其中,所述间谐波测量初值包括各相电压和各相电流的间谐波幅值测量初值和间谐波频率测量初值;所述间谐波值包括各相电压和各相电流的间谐波幅值和间谐波频率值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于滤波后的数据计算得到所述基波和谐波的各相电压幅值有效值、各相电流幅值有效值,包括:采用FFT算法,根据预先设定的基波与谐波时间窗计算得到电网信号三相电压、三相电流的各次谐波幅值测量初值;根据所述各次谐波幅值测量初值,采用平方根方法计算得到各相电压幅值有效值和各相电流幅值有效值。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述各相电压幅值有效值的计算式如下:其中,V e 为各相电压幅值有效值,N为谐波次数,V i (i=1,2,......N)为各次谐波电压幅值测量初值;所述各相电流幅值有效值的计算式如下:其中,I e 为各相电流幅值有效值,I i (i=1,2,......N)为各次谐波电流幅值测量初值。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述超限判据如下式:其中,C inter 为超限判据,C inter =Y表示间谐波幅值测量初值超过预设的阈值,C inter =N表示间谐波幅值测量初值未超过预设的阈值;k V 为预先设定的间谐波电压超限判定阈值,k I 为预先设定的间谐波电流超限判定阈值;V inter_max 为各相电压间谐波幅值测量初值中最大值,I inter_max 为各相电流间谐波幅值测量初值中最大值,V e 为各相电压幅值有效值,I e 为各相电流幅值有效值。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采用聚合算法计算得到间谐波值,包括:以间谐波频率测量初值作为间谐波频率值,并基于间谐波幅值测量初值,采用聚合算法计算得到间谐波幅值。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述采用聚合算法计算各相电压间谐波幅值的计算式如下:其中,V n 为各相电压间谐波幅值,n为正整数,V k 为频率范围[(n-1)*50Hz+5Hz,n*50Hz-5Hz]内公差为1/T i 的各相电压间谐波等差数列序列中各频率对应的间谐波幅值测量初值,T i 为预先设定的间谐波时间窗;所述采用聚合算法计算各相电流间谐波幅值的计算式如下:其中,I n 为各相电流间谐波幅值,I k 为频率范围[(n-1)*50Hz+5Hz,n*50Hz-5Hz]内公差为1/T i 的各相电流间谐波等差数列序列中各频率对应的间谐波幅值测量初值。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采用定向高精度算法计算得到间谐波值,包括:根据间谐波测量初值,基于预设的频谱泄露判据判断是否存在频谱泄露;当存在频谱泄露时,对所述间谐波测量初值进行修正和补偿,计算得到间谐波值;否则将所述间谐波测量初值中的最大值作为间谐波值。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述频谱泄露判据如下式:其中,C L 为频谱泄露判据,C L =Y表示存在频谱泄露,C L =N表示不存在频谱泄露;k Vh 为预先设定的间谐波电压频谱泄露判定阈值;k Ih 为预先设定的间谐波电流频谱泄露判定阈值;V max 为各相电压间谐波频率测量初值中最大频率F max 对应的电压间谐波的幅值测量初值,V max-1 为频率测量初值为 对应的电压间谐波的幅值测量初值,V max+1 为频率测量初值为 对应的电压间谐波的幅值测量初值;I max 为各相电流间谐波频率测量初值中最大频率F′ max 对应的电流间谐波的幅值测量初值,I max-1 为频率测量初值为 对应的电流间谐波的幅值测量初值,I max+1 为频率测量初值为 对应的电流间谐波的幅值测量初值;T i 为预先设定的间谐波时间窗。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述对所述间谐波测量初值进行修正和补偿,计算得到间谐波幅值,包括:将所述各相电压、电流的间谐波测量初值中以最大频率测量初值对应的间谐波为中心的设定频率范围内的所有间谐波的幅值测量初值进行平方根计算,得到各相电压、电流的间谐波幅值;对于预先设定的间谐波时间窗T i ,通过补零的形式得到T i *M的时间窗,然后采用FFT算法计算得到各相电压、电流的间谐波频率值;其中,M为正整数。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,有频谱泄露时计算各相电压间谐波幅值的计算式如下:其中,V inter 为各相电压间谐波幅值,V′ k 为频率范围 内公差为1/T i 的各相电压间谐波等差数列序列中各频率对应的间谐波幅值测量初值,T i 为预先设定的间谐波时间窗,Fmax为最大频率测量初值,T i 为预先设定的间谐波时间窗,m是步长调节系数,为正整数;所述有频谱泄露时计算各相电流间谐波幅值的计算式如下:其中,I inter 为各相电流间谐波幅值测量值,I′ k 为频率范围 内公差为1/T i 的各相电流间谐波等差数列序列中各频率对应的间谐波幅值测量初值。
11.一种用于如权利要求1-10任一项所述方法的智能传感终端,其特征在于,包括:经总线背板连接的数据采集模块和计算与通信模块;所述数据采集模块用于采集电压和电流模拟信号以及表示外部状态信息的开关量信号,并将所述电压和电流模拟信号转换为数字化信号数据;所述计算与通信模块根据所述数字化信号数据或开关量信号数据,计算得到基波、谐波和间谐波值。
12.如权利要求11所述的智能传感终端,其特征在于,所述数据采集模块包括模拟量采集模块和DI开关量采集模块;所述模拟量采集模块用于采集电压和电流模拟信号,并将所述电压和电流模拟信号转换为数字化信号数据;所述DI开关量采集模块用于采集表示外部状态信息的开关量信号。
13.如权利要求11所述的智能传感终端,其特征在于,所述计算与通信模块包括CPU计算模块和外部通信接口;所述CPU计算模块用于基波、谐波和间谐波值的计算;所述外部通信接口用于直接接收来自外部设备的数字化信号数据,并实现所述基波、谐波和间谐波值的对外传输。
14.如权利要求13所述的智能传感终端,其特征在于,所述CPU计算模块为基波、谐波和间谐波设置不同的数据缓存地址并各自独立计算,并为所述基波、谐波和间谐波配置不同的数字滤波器。
15.如权利要求13所述的智能传感终端,其特征在于,所述计算与通信模块经所述外部通信接口与符合预设通信规范的外部设备连接,进行数字化信号数据的报文采样。
16.如权利要求13所述的智能传感终端,其特征在于,所述计算与通信模块采用预设通信规范,经所述外部通信接口通过网络连接向变电站站控层设备传输测量数据。
17.如权利要求16所述的智能传感终端,其特征在于,所述变电站站控层设备经所述外部通信接口配置所述智能传感终端的运行参数。
18.如权利要求11所述的智能传感终端,其特征在于,还包括电源模块,所述电源模块用于提供电源;所述电源模块设置有IRIG-B同步对时接口。