一种瞬态事件检测方法和电能质量检测设备

摘要

本申请公开了一种瞬态事件检测方法和电能质量检测设备，所述瞬态事件检测方法包括：S1:获取当前实际电压波段；S2:采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件：若是，则采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。本申请能够提高有效瞬态事件的检测精度。

权利要求

1.一种瞬态事件检测方法，其特征在于，包括：S1:获取当前实际电压波段；

S2:采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件：若是，则采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认；

所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：获取对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件；

所述采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件，包括：获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，则预判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件；

所述全频段瞬态事件检测方法为FFT分析法；所述瞬态事件检测方法还包括执行于所述S2之前的S2’,所述S2’包括：对所述当前实际电压波段作波形突变分析，得到对应所述当前实际电压波段的波形状态；

所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

2.根据权利要求1所述的瞬态事件检测方法，其特征在于，当所述当前实际电压波段的波形状态为稳态时，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：获取所述当前实际电压波段的上一个实际电压波段的电压稳态值；

获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

FFT所述当前实际电压波段，并以所述电压稳态值为电压基准值，得到对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

3.根据权利要求2所述的瞬态事件检测方法，其特征在于，所述FFT的窗口数初始值设置为N,对应地，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述N个半周波包括当前半周波和当前半周波之前的N‑1个半周波；所述瞬态事件检测方法还包括S3、S4和S5；所述S3包括：根据所述全频段瞬态事件检测包络范围中的谐波分量，得到总谐波畸变率：当总谐波畸变率≧瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S4；

当总谐波畸变率＜瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S5；

所述S4包括：

S41:将FFT的窗口数减半,使N＝N/2,对应地，取当前半周波后的N个半周波作为下一个实际电压波段；

S42:判断所述下一个实际电压波段是否存在波形突变：若是，则对突变前的M个半周波采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后获取所述下一个实际电压波段的N‑M个半周波作为当前实际电压波段,重复S2；

若否，则执行S43；

S43:对含有N个半周波的下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后重复S41，直到N＝2为止；

S5：将FFT的窗口数设置为初始值，对下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认。

4.根据权利要求1所述的瞬态事件检测方法，其特征在于，当所述当前实际电压波段的波形状态为波动态时，所述FFT的窗口数N设置为2，所述当前实际电压波段包括当前半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：S21:获取下一个半周波，使所述下一半周波与当前半周波形成分析实际电压波段；

S22:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

S23:判断所述当前半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

5.根据权利要求4所述的瞬态事件检测方法，其特征在于，所述瞬态事件检测方法还包括S3,所述S3包括：S31：获取对应所述分析电压波段的基波瞬态事件检测包络范围；

S32：判断所述下一个半周波是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，则预判所述下一个半周波存在瞬态事件，且在定义下一个半周波为所述当前半周波之后,重复S21。

6.根据权利要求1所述的瞬态事件检测方法，其特征在于，当所述当前实际电压波段的波形状态为预稳态时，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：S21:在当前实际电压波段中确定到达稳态的波形状态时预计所需的M个半周波；

S22:根据所述M个半周波，得到当前实际电压波段中N‑M个半周波的波形状态为预稳态；

S23:判断所述M个半周波的波形状态是否为预稳态：若否，则执行S231至S234；

若是，则执行S235至S237；

S231:在所述M个半周波中确定波形状态从预稳态进入波动态所需的X个半周波；

S232:以进入预稳态和退出预稳态所需的N‑M+X个半周波为分析实际电压波段；

S233:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

S234:判断所述分析实际电压波段中退出预稳态所需的X个半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件；

S235:以所述M个半周波为分析实际电压波段；

S236:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

S237:判断所述分析实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

7.一种电能质量检测设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并能在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1‑6任意一项所述的瞬态事件检测方法的步骤。

说明书

一种瞬态事件检测方法和电能质量检测设备

技术领域

[0001] 本发明涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种瞬态事件检测方法和电能质量检测设备。

背景技术

[0002] 随着电力电子技术的发展，大量电力电子器件和非线性元件在电网中使用，导致电网中谐波污染越来越严重。同时随着工业产业的升级，工业生产所用到的高端设备、精密仪器也越来越多。高端、精密的仪器设备对于电力系统的稳定更加敏感，尤其是对于冲击性的畸变波形、短时间的震荡波形很敏感。因此，对电力系统电能质量的监测仪器要求也越来越高，要求能精确的检出电力系统中包含的各种瞬态事件。

[0003] 目前，在各种电能质量检测设备对电压信号进行分析瞬态事件的检测方法之中，应最为广泛的包络线检测方法。

[0004] 现有采用包络线检测方法，包络函数在初始化时即确定上下包络线范围。但是，电力设备的实际电压波形会存在的谐波分量导致实际电压波形出现波形畸变。而且，谐波含量越高，波形畸变越严重，就越偏离正弦波。当谐波含量超过一定的阈值时，实际电压波形的图形就会不断的来回穿越包络线，通过该现有采用包络线检测方法会触发大量的瞬态事件，而过多的瞬态事件可能会造成以下几个问题：

[0005] 1.频繁触发的瞬态事件多数是无效的脏数据，在实际使用中无意义。

[0006] 2.过多的瞬态事件会覆盖掉有效的瞬态事件，在应用中无法快速地定位到有效的瞬态事件。

[0007] 3.过多的瞬态事件会挤占存储空间，导致空间不足而使有效瞬态事件丢失。

发明内容

[0008] 为此，本申请的实施例所解决的技术问题在于提供一种瞬态事件检测方法和电能质量检测设备，其能够提高有效瞬态事件的检测精度。

[0009] 为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案内容具体如下：

[0010] 第一方面，本申请实施例提供一种瞬态事件检测方法，包括：

[0011] S1:获取当前实际电压波段；

[0012] S2:采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件：若是，则采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

[0013] 可选地，所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0014] 获取对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0015] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0016] 若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0017] 可选地，所述采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件，包括：

[0018] 获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

[0019] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0020] 若是，则预判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0021] 可选地，所述全频段瞬态事件检测方法为FFT分析法；所述瞬态事件检测方法还包括执行于所述S2之前的S2’,所述S2’包括：

[0022] 对所述当前实际电压波段作波形突变分析，得到对应所述当前实际电压波段的波形状态；

[0023] 所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

[0024] 可选地，当所述当前实际电压波段的波形状态为稳态时，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0025] 获取所述当前实际电压波段的上一个实际电压波段的电压稳态值；

[0026] 获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

[0027] FFT所述当前实际电压波段，并以所述电压稳态值为电压基准值，得到对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0028] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0029] 若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0030] 可选地，所述FFT的窗口数初始值设置为N,对应地，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述N个半周波包括当前半周波和当前半周波之前的N‑1个半周波；所述瞬态事件检测方法还包括S3、S4和S5；所述S3包括：

[0031] 根据所述全频段瞬态事件检测包络范围中的谐波分量，得到总谐波畸变率：

[0032] 当总谐波畸变率≧瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S4；

[0033] 当总谐波畸变率＜瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S5；

[0034] 所述S4包括：

[0035] S41:将FFT的窗口数减半,使N＝N/2,对应地，取当前半周波后的N个半周波作为下一个实际电压波段；

[0036] S42:判断所述下一个实际电压波段是否存在波形突变：

[0037] 若是，则对突变前的M个半周波采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后获取所述下一个实际电压波段的N‑M个半周波作为当前实际电压波段,重复S2；

[0038] 若否，则执行S43；

[0039] S43:对含有N个半周波的下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后重复S41，直到N＝2为止；

[0040] S5：将FFT的窗口数设置为初始值，对下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认。

[0041] 可选地，当所述当前实际电压波段的波形状态为波动态时，所述FFT的窗口数N设置为2，所述当前实际电压波段包括当前半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0042] S21:获取下一个半周波，使所述下一半周波与当前半周波形成分析实际电压波段；

[0043] S22:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0044] S23:判断所述当前半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0045] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

[0046] 可选地，所述瞬态事件检测方法还包括S3,所述S3包括：

[0047] S31：获取对应所述分析电压波段的基波瞬态事件检测包络范围；

[0048] S32：判断所述下一个半周波是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0049] 若是，则预判所述下一个半周波存在瞬态事件，且在定义下一个半周波为所述当前半周波之后,重复S21。

[0050] 可选地，当所述当前实际电压波段的波形状态为预稳态时，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0051] S21:在当前实际电压波段中确定到达稳态的波形状态时预计所需的M个半周波；

[0052] S22:根据所述M个半周波，得到当前实际电压波段中N‑M个半周波的波形状态为预稳态；

[0053] S23:判断所述M个半周波的波形状态是否为预稳态：

[0054] 若否，则执行S231至S234；

[0055] 若是，则执行S235至S237；

[0056] S231:在所述M个半周波中确定波形状态从预稳态进入波动态所需的X个半周波；

[0057] S232:以进入预稳态和退出预稳态所需的N‑M+X个半周波为分析实际电压波段；

[0058] S233:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0059] S234:判断所述分析实际电压波段中退出预稳态所需的X个半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0060] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件；

[0061] S235:以所述M个半周波为分析实际电压波段；

[0062] S236:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0063] S237:判断所述分析实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0064] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

[0065] 第二方面，本申请实施例提供一种电能质量检测设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并能在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述的瞬态事件检测方法的步骤。

[0066] 综上所述，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

[0067] 本申请的实施例通过采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件，从而实现对瞬态事件的存在与否作预判。而在预判结果为存在瞬态事件时，再采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，从而可以有利于减少谐波导致有效瞬态事件误判的情况，大大地提高有效瞬态事件的检测精度，满足了使用者的使用需求。

附图说明

[0068] 图1是本申请其中一个示例性实施例提供的一种瞬态事件检测方法的流程示意图。

[0069] 图2是本申请其中一个示例性实施例提供的一种电能质量检测设备的结构示意图。

具体实施方式

[0070] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

[0071] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0072] 本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0073] 在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

[0074] 术语解释：

[0075] 基波分量瞬态事件检测方法

[0076] 基波分量瞬态事件检测方法是一种基于电压的基波的瞬态事件检测方法，其主要包括峰值法、方均根值法、滑动窗口法、以及dv/dt法、以及基于基波的包络线检测方法。

[0077] 我国电力网络系统工频为50Hz，行业内各种电能质量检测设备对于电压波形的采样速度通常可以为256点/周波、512点/周波、1024点/周波。下面以瞬态事件检测设备的采样速率为1024点/周波为例子，详细描述基于基波的包络线检测方法的具体原理：

[0078] 假设实际电压的基波为标准正弦波，其有效值为U，用公式(1‑0)表示：

[0079]

[0080] 假设瞬态事件的范围为‑UΔ～+UΔ，那么瞬态事件的上下限包络线公式分别为：

[0081]

[0082]

[0083] 公式(1‑1)表示为上包络线公式，公式(1‑2)表示下包络线公式。

[0084] 瞬态事件检测设备以采样速率为1024点/周波进行瞬态事件检测时，由公式(1‑1)和公式(1‑2)得到的瞬态事件上、下限包络线公式分别为：

[0085]

[0086]

[0087] 其中，t取0，1，2，…等自然数。公式(1‑3)表示上包络线公式，而公式(1‑4)表示下包络线公式。

[0088] 同时，采用函数ureal表示实际电压波形，对于实际电压波形中的任意一点可以用ureal(tx)来表示，tx取0，1，2，…等自然数。

[0089] 瞬态事件比对方法，即分别判断实际波形的各个采样点ureal(tx)是否在包络线的区间范围[udown(tx)，uup(tx)]内，这样的分析会有两种结果：结果一，有采样点在包络线区间范围外，触发瞬态事件；结果二，全部采样点在包络线之内，不触发瞬态事件。

[0090] 全频段瞬态事件检测方法

[0091] 全频段瞬态事件检测方法是一种基于电压全频段波形的瞬态事件检测方法，其包括FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)分析法。其中，该全频段波形包括基波和谐波。而且，该全频段瞬态事件检测方法实质上是在基波分量瞬态事件检测方法的基础上增加谐波检测的检测方法。

[0092] 下面以瞬态事件检测设备的采样速率为1024点/周波为例子，详细描述FFT分析法的具体原理：

[0093] 假设采用固定N(例如，N＝10)个周波的FFT窗口，利用FFT分析结果对上述瞬态事件上、下限包络线进行修正，具体步骤如下：

[0094] 步骤1：创建一个至少可保存N个周波的缓存区，每个周波设置1024个采样点，采样得到数据后，先将数据放入缓存区中直到缓存区满为止，共计10240个电压波形点。

[0095] 步骤2：等待缓存区中实际电压波形满10个周波。取缓存区中的10个周波的共10240个采样点的数据，其对应的实际电压波形记为ureal(t)。同时利用如下公式对实际电压波形ureal(t)进行FFT：

[0096]

[0097] 公式(2‑1)为FFT的理论公式，根据这个理论公式，可以得到2次、3次、4次、…、50次谐波有效值和谐波相位角，即一系列cn和 值。

[0098] 步骤3：基于获取到的cn和 值，将2‑50次谐波分别叠加到上述瞬态事件上、下限包络线上，得到新瞬态事件上、下限包络线。由于这个新瞬态事件上、下限包络线已关联上电压波形的谐波畸变。所以，在这N个周波中，由谐波所导致的电压时刻值畸变一定不会超过上述新瞬态事件上、下限包络线的范围。

[0099] 对应的新瞬态事件上、下限包络线分别为：

[0100]

[0101] 和

[0102]

[0103] 式中，t取值为0，1，2，3，4，…等自然数。公式(2‑2)为新生成的瞬态事件上限包络线函数，公式(2‑3)为新生成的瞬态事件下限包络线函数。

[0104] 步骤4：重新取出缓冲区中的N个周波，将其实际电压波形ureal(t)跟新瞬态事件包络线范围[udown(t)，uup(t)]进行比较，如果实际电压波形ureal(t)超出新瞬态事件包络线范围[udown(t)，uup(t)]，则记为事件开始。如果实际波形ureal(t)回到新瞬态事件包络线范围[udown(t)，uup(t)]内，则记为事件结束。

[0105] 下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。

[0106] 图1是本申请其中一个示例性实施例提供的一种瞬态事件检测方法，包括[0107] 一种瞬态事件检测方法，包括：

[0108] S1：获取当前实际电压波段；

[0109] S2：采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件：若是，则采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

[0110] 本示例性实施例通过采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件，从而实现对瞬态事件的存在与否作预判。而在预判结果为存在瞬态事件时，再采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，从而可以有利于减少谐波导致有效瞬态事件误判的情况，大大地提高有效瞬态事件的检测精度，满足了使用者的使用需求。

[0111] 在本申请的一个示例性实施例中，所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0112] 获取对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0113] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0114] 若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0115] 在本申请一个示例性实施例中，所述获取对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围，包括：

[0116] 根据当前实际电压波段，获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

[0117] FFT所述当前实际电压波段，得到对应所述当前实际电压波段的谐波分量；

[0118] 叠加所述谐波分量和基波分量瞬态事件检测包络范围，得到所述全频段瞬态事件检测包络范围。

[0119] 在本申请的一个示例性实施例中，所述采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件，包括：

[0120] 获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

[0121] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0122] 若是，则预判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0123] 在本申请的一个示例性实施例中，所述获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围，包括：

[0124] 获取瞬态事件电压范围和对应所述当前实际电压波段的基波电压标准正弦函数；叠加所述瞬态事件电压范围和基波电压标准正弦函数，得到所述基波分量瞬态事件检测包络范围。

[0125] 发明人在实施本申请实施例的过程中发现，当全频段瞬态事件检测方法为FFT分析法时，采用上述全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认的步骤还存在如下技术问题：

[0126] 1.固定N个周波的FFT分析后再修正，意味着瞬态事件的检测将会延迟N个周波才会有分析结果。

[0127] 2.在FFT分析时间段内，如果实际电压波形发生变化，将影响FFT的分析结果，从而使得FFT的误差变大。

[0128] 3.FFT运算是属于耗费时间和耗费资源的运算，而电能质量检测设备通常为嵌入式设备，所以对设备的资源要求较高。

[0129] 为此，在本申请的一个示例性实施例中，所述全频段瞬态事件检测方法为FFT分析法；所述瞬态事件检测方法还包括执行于所述S2之前的S2’,所述S2’包括：

[0130] 对所述当前实际电压波段作波形突变分析，得到对应所述当前实际电压波段的波形状态；

[0131] 所述采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

[0132] 本示例性实施例通过对所述当前实际电压波段作波形突变分析，得到对应波形状态，然后根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，一方面有助于减少瞬态事件检测的延时，另一方面还可以减少FFT分析的误差。

[0133] 需要说明的是，波形突变分析指实际电压波形的半波有效值突变，波形突变分析的结果会将当前最新半波所处的阶段标记为三种状态之一：稳态、波动状态、预稳态状态。半波有效值计算公式如下：

[0134]

[0135] 式中：N为每周波的采样点数，这里取值为1024，u(i)为第i次被采样到的实际电压波形，Uhalf_rms(k)表示第k个半波有效值，并且k取1，2，3，…等自然数。

[0136] 其中，稳态的定义如下：

[0137] Uhalf_rms稳定在上一个稳态值Ulast_steady的0.2％的变动范围内，持续时间至少20个基波频率的半周波。其中，该0.2％的变动范围和20个基波频率的半周波都是电力行业经验值，可以自行实际测试后进行适当的调整。稳定状态的有效值可以由这20个基波频率的半周波算术平均值得出，有效值滚动更新并记为Ulast_steady。稳定状态下的波动率计算公式为：

[0138]

[0139] dc大于0.2，则认为不在变动范围内。

[0140] 并且，稳态的判定方法如下：

[0141] 1.首个20半周波不做任何分析，默认它处于稳定状态，并由此得出首个稳态值Ulast_steady。

[0142] 2.进入预稳态后，半波有效值保持稳定，且不超过预稳态有效值的0.2％的范围，持续时间到达20个半周波后，则自动进入稳态状态。

[0143] 其中，波动状态的定义如下：

[0144] 当前半波有效值与上一个半波有效值相差超过0.2％即进入波动状态。

[0145] 并且，波动状态判定方法：

[0146] 1.如果上一个波形状态是稳态，当前半波有效值超出了上一个稳态值Ulast_steady的0.2％范围，则认为当前已经脱离稳态，进入了波动状态中，并记波动状态有效值为当前半周波有效值，用公式表示即为：Uun_steady＝Uhalf_rms。

[0147] 2.如果上一个波形状态是波动状态，如果当前半波有效值不在上一个波动有效值Uun_steady的0.2％范围中，那么波动状态继续保持，更新Uun_steady为最新的Uhalf_rms值。

[0148] 3.如果上一个波形状态是预稳态，且当前半波有效值不在预稳态有效值Upre_steady的0.2％范围内，那么就认为当前波形状态又回到了波动状态，并记波动状态有效值为Uun_steady＝Uhalf_rms。

[0149] 其中，预稳态的定义如下：

[0150] 到达稳态前的一段有效值稳定状态。

[0151] 并且，预稳态的判定方法如下：

[0152] 预稳态的前一个状态一定是波动状态，波动状态下新的半波有效值不再超出Uun_steady的0.2％范围时就开始进入预稳态，并得到预稳态的有效值Upre_steady＝Uhalf_rms。

[0153] 在本申请一个示例性实施例中，当所述当前实际电压波段的波形状态为稳态时，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0154] 获取所述当前实际电压波段的上一个实际电压波段的电压稳态值；

[0155] 获取对应所述当前实际电压波段的基波分量瞬态事件检测包络范围；

[0156] FFT所述当前实际电压波段，并以所述电压稳态值为电压基准值，得到对应所述当前实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0157] 判断所述当前实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0158] 若是，判定所述当前实际电压波段存在瞬态事件。

[0159] 具体地，所述FFT的窗口数初始值设置为N(其中，N为自然数，N≥2)，对应地，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述N个半周波包括当前半周波和当前半周波之前的N1个半周波；所述瞬态事件检测方法还包括S3、S4和S5；所述S3包括：

[0160] 根据所述全频段瞬态事件检测包络范围中的谐波分量，得到总谐波畸变率：

[0161] 当总谐波畸变率≥瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S4；

[0162] 当总谐波畸变率<瞬态事件电压范围的上限值/全频段瞬态事件检测包络范围的电压基准值，则执行S5；

[0163] 所述S4包括：

[0164] S41：将FFT的窗口数减半，使N＝N/2，对应地，取当前半周波后的N个半周波作为下一个实际电压波段；

[0165] S42：判断所述下一个实际电压波段是否存在波形突变：

[0166] 若是，则对突变前的M个半周波采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后获取所述下一个实际电压波段的N‑M个半周波作为当前实际电压波段，重复S2；

[0167] 若否，则执行S43；

[0168] S43：对含有N个半周波的下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认，后重复S41，直到N＝2为止；

[0169] S5：将FFT的窗口数设置为初始值，对下一个实际电压波段采用全频段瞬态事件检测方法作瞬态事件确认。

[0170] 本示例性实施例通过计算总谐波畸变率，根据计算的结果，不断地缩小FFT的窗口数N的数值，来对下一个实际电压波段进行FFT分析，从而大大地提高了FFT的分析效率，不但有助于减少瞬态事件的检测延时，而且还有利于减少FFT运算时间和节省资源。

[0171] 需要说的是，该总谐波畸变率标记为THD，其计算公式如下：

[0172]

[0173] 式中，YH，h表示第h次谐波有效值，YH，1表示第1次谐波有效值也就是基波有效值。

[0174] 在本申请一个示例性实施例中，当所述当前实际电压波段的波形状态为波动态时，所述FFT的窗口数N设置为2，所述当前实际电压波段包括当前半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0175] S21：获取下一个半周波，使所述下一半周波与当前半周波形成分析实际电压波段；

[0176] S22：FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0177] S23：判断所述当前半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0178] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

[0179] 具体地，所述瞬态事件检测方法还包括S3，所述S3包括：

[0180] S31：获取对应所述分析电压波段的基波瞬态事件检测包络范围；

[0181] S32：判断所述下一个半周波是否存在超过所述基波分量瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0182] 若是，则预判所述下一个半周波存在瞬态事件，且在定义下一个半周波为所述当前半周波之后,重复S21。

[0183] 需要说明的是，波动状态下相邻的几个半周波通常都不稳定，这时FFT分析只需要限定在1个周波就行(即将FFT的窗口数设置为2)。低于1个周波则FFT分析的点数太少，频谱分辨率太低导致分析不出来谐波。

[0184] 本示例性实施例，设置FFT窗口数为2，从而可以适合对处于波动状态下的当前实际电压波形进行分析，有助于减少FFT分析的误差。

[0185] 在本申请一个示例性实施例中，当所述当前实际电压波段的波形状态为预稳态时，所述当前实际电压波段包括N个半周波，所述根据波形状态采用对应的FFT分析法对当前实际电压波段作瞬态事件确认，包括：

[0186] S21:在当前实际电压波段中确定到达稳态的波形状态时预计所需的M个半周波；

[0187] S22:根据所述M个半周波，得到当前实际电压波段中N‑M个半周波的波形状态为预稳态；

[0188] S23:判断所述M个半周波的波形状态是否为预稳态：

[0189] 若否，则执行S231至S234；

[0190] 若是，则执行S235至S237；

[0191] S231:在所述M个半周波中确定波形状态从预稳态进入波动态所需的X个半周波；

[0192] S232:以进入预稳态和退出预稳态所需的N‑M+X个半周波为分析实际电压波段；

[0193] S233:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0194] S234:判断所述分析实际电压波段中退出预稳态所需的X个半周波是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0195] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件；

[0196] S235:以所述M个半周波为分析实际电压波段；

[0197] S236:FFT所述分析实际电压波段，得到对应所述分析实际电压波段的全频段瞬态事件检测包络范围；

[0198] S237:判断所述分析实际电压波段是否存在超过所述全频段瞬态事件检测包络范围的电压时刻值：

[0199] 若是，判定所述分析实际电压波段存在瞬态事件。

[0200] 本示例性实施例可以有效地分析处于预稳态波形状态下的当前实际电压波段，有助于减少FFT分析的误差，满足了使用者的使用需求。

[0201] 本申请又一个示例性实施例提供一种瞬态事件检测装置，包括：

[0202] 获取模块，用于获取当前实际电压波段；

[0203] 处理模块，用于采用基波分量瞬态事件检测方法预判所述当前实际电压波段是否存在瞬态事件：

[0204] 若是，则采用全频段瞬态事件检测方法对当前实际电压波段作瞬态事件确认。

[0205] 上述的瞬态事件检测装置各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

[0206] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将本申请所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

[0207] 图2是本申请又一个示例性实施例提供的一种电能质量检测设备，该电能质量检测设备可以是服务器。该电能质量检测设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和通信接口。其中，该电能质量检测设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电能质量检测设备的存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，易失性或非易失性存储设备包括但不限于：磁盘，光盘，EEPROM，EPROM，SRAM，ROM，磁存储器，快闪存储器，以及PROM。该电能质量检测设备的存储器为存储于其内部的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电能质量检测设备的通信接口为网络接口，该网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的瞬态事件检测方法的步骤。

[0208] 在本申请的又一个实施例中，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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的瞬态事件检测方法的步骤。所述计算机可读存储介质包括但不限于：ROM，RAM，CD‑ROM，磁盘，以及软盘。

[0209] 上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。