本发明属于电力系统谐波信号测量装置的误差评及校正技术，具体涉及一种宽动态范围信号的测量误差校准方法及系统。
背景技术：
1、电力系统作为现代社会的重要基础设施之一，其稳定运行对经济、社会和环境的健康至关重要。然而，在电力系统的运行中，谐波信号的准确测量一直是一个重要挑战。谐波信号是电力系统中的非线性现象，它可以导致电流和电压波形的畸变，从而影响整个系统的性能和可靠性。温度是影响电力系统中谐波信号测量准确性的关键因素。温度的变化会引起电子元件特性的变化，如电容器和电阻器的值受温度变化而变动。这些特性的变化可能导致谐波信号测量中的误差，尤其是对于高频率的谐波信号，电子元件特性的温度敏感性更加显著。在当前的电力系统中，由于温度影响而引起的谐波信号测量误差已经变得普遍存在。
2、电力系统中的谐波信号测量误差是当前急需解决的关键问题。为解决温度对测量的影响，通常会使用温度传感器监测环境温度，并自动调整测量系统参数以实现温度补偿。然而，传统的温度补偿方法通常未能直接修正测量信号，也未充分考虑温度与信号之间的非线性关系，导致仍存在较大的被测信号与实际信号误差。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种宽动态范围信号的测量误差校准方法及系统，本发明旨在解决电力系统谐波信号测量中受温度变化影响的误差问题，通过有效的误差校正提高电力系统中谐波信号测量的准确性和可靠性。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、一种宽动态范围信号的测量误差校准方法，包括：
4、s101，在谐波信号测量实验平台上针对指定的第h次谐波的不同幅值、不同温度进行多次试验并采集谐波信号测量装置输出的幅值数据；
5、s102，根据幅值数据的变化规律对各次谐波信号构建关于幅值校正参数向量l的非线性参化函数以及拟合误差函数；
6、s103，结合采集的谐波信号测量装置输出的幅值数据，以及关于幅值校正参数向量l的非线性参化函数以及拟合误差函数，基于梯度下降法迭代求解幅值校正参数向量l；
7、s104，将求解出的幅值校正参数向量l代入关于幅值校正参数向量l的非线性参化函数得到温度校正函数；
8、s105，重新在谐波信号测量实验平台上针对指定的第h次谐波的全部或部分幅值以及温度进行试验并采集谐波信号测量装置输出的幅值数据，将幅值数据利用温度校正函数进行校正，并计算校正后的幅值数据及其对应幅值的误差百分比，若所有误差百分比均满足要求则判定温度校正完成，结束并退出；否则跳转步骤s101以重新拟合求解幅值校正参数向量l。
9、可选地，所述谐波信号测量实验平台包括相互连接的谐波信号源和谐波信号测量装置，且所述谐波信号测量装置布置于高低温控制试验箱中。
10、可选地，步骤s101中采集的谐波信号测量装置输出的幅值数据的函数表达式为：
11、
12、上式中，ah_j为第h次谐波信号第j组幅值的幅值数据，ah_j(1,1)～ah_j(m,n)分别为第h次谐波信号、第j组幅值以及n个温度下的m个幅值数据，且任意ah_j(m,n)表示第h次谐波信号、第j组幅值以及温度tn下第m次实验输出的幅值，m＝1,2,…,m，n＝1,2,…,n，j＝1,2,…,j，m为相同条件的实验的数据采集次数，n为温度数量，j为幅值数量。
13、可选地，步骤s102中构建的关于幅值校正参数向量l的非线性参化函数的函数表达式为：
14、fa(tn,h,ah_j(m,n),l)＝l0exp(l1tn)·ln(l2ah_j(m,n))+l3·exp(l4h)，
15、上式中，fa(tn,h,ah_j(m,n),l)为非线性参化函数，tn表示第n个温度，h为谐波信号的谐波次数，ah_j(m,n)表示第h次谐波信号、第j组幅值以及温度tn下第m次实验输出的幅值，l为幅值校正参数向量且为待求解参数，幅值校正参数向量l＝[l0，l1，l2，l3，l4]，l0为幅值的基准值，l1用于控制幅值与温度的指数关系，l2用于控制幅值与实测谐波幅值的对数关系，l3用于控制幅值与谐波次数的指数关系，l4用于控制谐波次数的指数关系。
16、可选地，步骤s102中构建的关于幅值校正参数向量l的拟合误差函数的函数表达式为：
17、
18、上式中，e(l)为拟合误差函数，m为相同条件的实验的数据采集次数，n为温度数量，j为幅值数量，ash_j为第j组幅值的幅值大小，fa(tn,h,ah_j(m,n),l)为非线性参化函数，l为幅值校正参数向量。
19、可选地，步骤s103包括：
20、s201，建立下式所示的幅值校正参数向量l的参数更新模型：
21、
22、上式中，和分比为第t+1和第t次迭代的第i个待求解系数li，i＝0,1,2,3,4，α是学习率，e表示拟合误差函数e(l)；
23、s202，将采集的谐波信号测量装置输出的幅值数据代入拟合误差函数的函数表达式，通过梯度下降法迭代求解幅值校正参数向量l的参数更新模型得到最优的幅值校正参数向量l。
24、可选地，步骤s202包括：
25、s301，定义幅值校正参数向量l的初始值为l＝[0,0,0,0,0]，迭代次数t和最大迭代次数；
26、s302，计算拟合误差函数关于幅值校正参数向量l中五个待求解系数的偏导数；
27、s303，将幅值校正参数向量l的初始值以及采集的谐波信号测量装置输出的幅值数据代入五个待求解系数的偏导数得到第一次迭代的五个待求解系数；
28、s304，根据第t次迭代的五个待求解系数，根据预设的幅值校正参数向量l的参数更新模型计算得到第t+1次迭代的五个待求解系数；
29、s305，判断迭代次数t等于最大迭代次数是否成立，若成立则将最终得到的第t+1次迭代的五个待求解系数作为最优的幅值校正参数向量l，跳转步骤s104；否则，将迭代次数t加1，跳转步骤s304继续迭代。
30、可选地，步骤s105中计算校正后的幅值数据及其对应幅值的误差百分比的函数表达式为：
31、
32、上式中，δahe_j(m,n)为第h次谐波信号、第j组幅值以及温度tn下第m次试验对应的校正后的幅值数据及其对应幅值的误差百分比，第h次谐波信号、第j组幅值以及温度tn下第m次试验对应的校正后的幅值数据，ash_j为第j组幅值的幅值大小。
33、可选地，步骤s105中误差百分比满足要求是指误差百分比小于预设阈值s％。
34、此外，本发明还提供一种宽动态范围信号的测量误差校准系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述宽动态范围信号的测量误差校准方法。
35、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述宽动态范围信号的测量误差校准方法。
36、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：
37、1、本发明引入了针对谐波信号幅值的非线性参数化函数，能更精确地反映谐波信号幅值的变化规律及温度对谐波信号幅值的影响特性，从而降低校正模型误差并提高计算效率。此方法通过构建面向谐波信号幅值校正的非线性参数化函数，深度揭示了温度变化对谐波信号幅值测量的实际影响，为准确的参数化评估提供了途径。
38、2、本发明提出了一种谐波信号幅值测量误差的温度补偿方法，以提高测量信号的精确性。通过深入研究温度与信号幅值之间的关系，揭示了温度对各谐波测量信号的幅值误差的非线性影响，并提出了一种谐波幅值测量误差的校正方法，能够为谐波信号测量提供更准确的数据，有助于提高电力系统的稳定性。
1.一种宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，所述谐波信号测量实验平台包括相互连接的谐波信号源和谐波信号测量装置，且所述谐波信号测量装置布置于高低温控制试验箱中。
3.根据权利要求1所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s101中采集的谐波信号测量装置输出的幅值数据的函数表达式为：
4.根据权利要求1所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s102中构建的关于幅值校正参数向量l的非线性参化函数的函数表达式为：
5.根据权利要求4所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s102中构建的关于幅值校正参数向量l的拟合误差函数的函数表达式为：
6.根据权利要求5所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s103包括：
7.根据权利要求6所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s202包括：
8.根据权利要求7所述的宽动态范围信号的测量误差校准方法，其特征在于，步骤s105中计算校正后的幅值数据及其对应幅值的误差百分比的函数表达式为：
9.一种宽动态范围信号的测量误差校准系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述宽动态范围信号的测量误差校准方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述宽动态范围信号的测量误差校准方法。
