基于小波包变换的间谐波检测方法、装置及电力系统

1.一种基于小波包变换的间谐波检测方法，其特征在于，包括：获取电力系统中的模拟信号，并根据所述模拟信号选取多个小波基函数，以及依据所述模拟信号的采样频率和基频确定小波包分解层数；按照所述小波包分解层数分别使用不同的小波基函数对所述模拟信号进行小波包分解，得到各个小波基函数对应的各频带小波系数，并对各个小波基函数对应的各频带小波系数进行单支重构后得到多个重构信号；将所述重构信号和所述模拟信号分别进行快速傅里叶变换后提取特征信息，并根据所述重构信号对应的特征信息以及所述模拟信号对应的特征信息选取最佳小波基函数，利用所述最佳小波基函数对所述电力系统中的间谐波进行检测；依据所述模拟信号的采样频率和基频确定小波包分解层数的计算公式为： ；其中， 为模拟信号的采样频率， 为模拟信号的基频， 为小波包分解层数；将所述重构信号和所述模拟信号分别进行快速傅里叶变换后提取特征信息，并根据所述重构信号对应的特征信息以及所述模拟信号对应的特征信息选取最佳小波基函数的步骤，包括：选取所述重构信号中的单次谐波以及所述模拟信号中的单次谐波进行快速傅里叶变换，并提取快速傅里叶变换后的重构信号和模拟信号的幅值信息和相位信息；根据所述重构信号的幅值信息和相位信息以及所述模拟信号的幅值信息和相位信息分别计算各个小波基函数的幅值误差和相位误差；选取各个小波基函数中幅值误差和相位误差最小的小波基函数作为最佳小波基函数。 2.根据权利要求1所述的基于小波包变换的间谐波检测方法，其特征在于，所述模拟信号包括模拟电压信号和模拟电流信号。 3.根据权利要求1所述的基于小波包变换的间谐波检测方法，其特征在于，所述根据所述模拟信号选取多个小波基函数的步骤，包括：根据所述模拟信号的间谐波特征在小波基函数库中选取多个匹配的小波基函数。 4.根据权利要求1所述的基于小波包变换的间谐波检测方法，其特征在于，所述对各个小波基函数对应的各频带小波系数进行单支重构后得到多个重构信号的步骤，包括：采用Matlab重构算法分别将基于各个小波基函数进行小波包分解后获得的含有原始信号谐波和间谐波成分的各频带小波系数进行单支重构，得到多个重构信号的重构表达式如下： ；其中， 为第 个小波基函数中对应于 尺度空间的尺度系数， 为第 个小波基函数中对应于 尺度空间的小波系数， 为第 个小波基函数的滤波器系数。 5.一种基于小波包变换的间谐波检测装置，其特征在于，包括：分解准备模块，用于获取电力系统中的模拟信号，并根据所述模拟信号选取多个小波基函数，以及依据所述模拟信号的采样频率和基频确定小波包分解层数；分解与重构模块，用于按照所述小波包分解层数分别使用不同的小波基函数对所述模拟信号进行小波包分解，得到各个小波基函数对应的各频带小波系数，并对各个小波基函数对应的各频带小波系数进行单支重构后得到多个重构信号；间谐波检测模块，用于将所述重构信号和所述模拟信号分别进行快速傅里叶变换后提取特征信息，并根据所述重构信号对应的特征信息以及所述模拟信号对应的特征信息选取最佳小波基函数，利用所述最佳小波基函数对所述电力系统中的间谐波进行检测；所述分解准备模块中依据所述模拟信号的采样频率和基频确定小波包分解层数的计算公式为： ；其中， 为模拟信号的采样频率， 为模拟信号的基频， 为小波包分解层数；所述间谐波检测模块中将所述重构信号和所述模拟信号分别进行快速傅里叶变换后提取特征信息，并根据所述重构信号对应的特征信息以及所述模拟信号对应的特征信息选取最佳小波基函数的步骤，包括：选取所述重构信号中的单次谐波以及所述模拟信号中的单次谐波进行快速傅里叶变换，并提取快速傅里叶变换后的重构信号和模拟信号的幅值信息和相位信息；根据所述重构信号的幅值信息和相位信息以及所述模拟信号的幅值信息和相位信息分别计算各个小波基函数的幅值误差和相位误差；选取各个小波基函数中幅值误差和相位误差最小的小波基函数作为最佳小波基函数。 6.一种电力系统，其特征在于，所述电力系统在进行间谐波检测时，执行如权利要求1至4中任一项所述基于小波包变换的间谐波检测方法的步骤。