CN115060972B - 一种超级电容的谐波检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超级电容的谐波检测方法，属于超级电容领域，用于解决超级电容电路变化不能够对谐波进行分析，步骤S1：获取超级电容电路中干路电压的参数并记为干路电压值，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第一电压参数，将获取的第一电压参数输送至数据生成模块；步骤S2：数据生成模块根据接收的电压参数在直角坐标系中生成电压波形图；步骤S3：服务器对超级电容的干路电压进行调节，根据获取的电压参数，在电压波形图生成调节曲线图，计算得出不同电压值通入时的电压波形图变化；本发明通对不同情况下谐波的变化进行检测分析，对电路中出现谐波时进行有效判断并分析其变化规律。

Description

一种超级电容的谐波检测方法

技术领域

本发明属于超级电容领域，涉及谐波检测技术，具体是一种超级电容的谐波检测方法。

背景技术

超级电容是指利用电极表面的氧化还原反应导致的“准电容”的共同作用来储存能量。电化学电容是一种与电池和传统的电容都不同的新型储能器件。电化学电容具有比传统的物理电容高20 ～200倍以上的质量比电容。研究证明，电化学电容所具有的大容量是由于电极表面的双电层电容和氧化还原反应导致的准电容，的共同作用而引起的。

谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波，而基波是指其频率与工频(50Hz)相同的分量。高次谐波的干扰是当前电力***中影响电能质量的一大“公害”，亟待采取对策。

现有技术中，谐波由非线性电路负载引起，在非线性电路中在发生谐波时，通常在电路两端安装电容用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出，在电路中要求储能电容有较大电容量，以减小谐波对电路的影响，在利用超级电容对电路中的谐波进行滤波时，不能够根据电路的变化对谐波的变化规律进行检测，不能够准确判断谐波在超级电容滤波时的变化情况，为此，我们提出一种超级电容的谐波检测方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种超级电容的谐波检测方法。

本发明所要解决的技术问题为：

基于现有超级电容电路变化，对电路中出现谐波时不能够有效判断其变化规律的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种超级电容的谐波检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：获取超级电容电路中干路电压的参数并记为干路电压值，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第一电压参数，将获取的第一电压参数输送至数据生成模块；

步骤S2：服务器断开超级电容的干路电压，对超级电容直接通入与干路电压值相同的通入电压，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第二电压参数，将获取的第二电压参数输送至数据生成模块，数据生成模块根据接收的第一电压参数和第二电压参数在直角坐标系中生成电压波形图，数据生成模块对电压波形图进行分析；

所述数据生成模块对电压波形图具体分析步骤如下：

步骤S21：第一电压参数生成电压波形图为干路电压曲线图，第二电压参数生成电压波形图为通入电压曲线图，在干路电压曲线图的顶部选取干路峰值点和在通入电压曲线图的顶部选取通入峰值点；

步骤S22：作与干路峰值点相切的第一线段，在第一线段一端作一条与其垂直相连的第二线段，获取干路峰值点在直角坐标系的干路峰值时间点，并在干路峰值时间点往后延迟第一时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与干路电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作干路电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第三直线，并使第三直线与第一线段、第二线段相交，第一线段、第二线段和第三直线围绕构成第二直角三角形；

步骤S23：以通入电压曲线图顶部作为通入峰值点，延伸形成与通入峰值点相切的第四线段，在第四线段末作一条与其垂直相连的第五线段，获取通入峰值点在直角坐标系的通入峰值时间点，并在通入峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与通入电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作通入电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第六直线，并使第六直线与第四线段、第五线段相交，第四线段、第五线段和第六直线围绕构成第一直角三角形；

步骤S24：设定第一线段与第四线段距离相同，设定距离长度为A，第二线段和第五线段均为延长线段；在第一线段末作一条与其垂直相连的观察射线，设定观察射线长度为X，设定第二线段的已知长度为X2，第五线段的已知长度为X1；对第二直角三角形中第一线段和第三直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ1，对第一直角三角形中第四线段和第六直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ，设定Ρ为对比夹角，将获取的夹角数值输送至服务器；

步骤S3：服务器对分析后的数据信息进行接收，服务器对超级电容的干路电压进行调节，将调节后的电压值通入超级电容内部，对超级电容放电状态下电压参数变化进行获取，根据获取的电压参数，在电压波形图生成调节曲线图，计算得出不同电压值通入时的电压波形图变化；

对超级电容的干路电压进行调节，保持原有电路中的元件不变，分别设定低于所述干路电压的第一电压模块以及高于所述干路电压的第二电压模块，切换干路的通入电压，切换为第一电压模块，第一电压模块的第一电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第一电压值通入超级电容放电状态的第三电压参数变化，将第三电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第一调节曲线图；

在第一调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X3的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第一调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第一调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X3的直线相连，使得三组直线形成第三直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ2，由直角三角形的正切公式得出tanΡ2=X3/A，通过由峰值点形成的第三直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X3和X1、X2的长度进行对比，判断夹角Ρ2与Ρ、Ρ1的大小关系；

步骤S4：根据电压波形图的变化，检测出谐波在不同电压下的变化；

若Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成第一调节曲线图放电时，根据谐波在第一调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

进一步地，步骤S2中，对电压波形图进行具体分析如下：

将干路电压曲线图形成的第二直角三角形中的干路峰值点平移至通入电压曲线图的通入峰值点，使通入峰值点和干路峰值点重合，由直角三角形的正切公式得出tanΡ=X1/A，tanΡ1=X2/A，由公式得出，干路电压曲线图上的对比夹角Ρ1与X2呈正比关系，当X2越长，Ρ1越大，通入电压曲线图对比夹角Ρ与X1呈正比关系，当X1越长，Ρ越大；

由已经求得的X1和X2为观察射线X上的重合线段，明确观察出X1和X2的长度大小，根据观察X1和X2的长度大小判断夹角大小根据求得的夹角大小，判断谐波放电状态下的变化，将求取的夹角大小输送至服务器，服务器根据接收的夹角信息对步骤S3中的电压参数进行调节。

进一步地，对通入电压曲线图的底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取，将求取的参数设置为ZL1，对干路电压曲线图底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取，将求取的参数设置为ZL2，由干路电压与通入电压的电压值相同，则干路电压与通入电压进入超级电容内部引起的电压变化即为谐波产生引起的电压变化，即为谐波电压，谐波电压等于│ZL1-ZL2│。

进一步地，在干路串联一组电容，保持通入的电压值以及干路电压值不变，对通入的超级电容内部的电压数据放电状态中的第五电压参数变化进行获取，将获取的第五电压参数输送至数据生成模块，数据生成模块接收的第五电压参数在电压波形图中生成电容曲线图，在电容曲线图上选取顶部电容峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X5的直线，获取电容峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在电容峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与电容曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作电容曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X5的直线相连，使得三组直线形成第五直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ4，由直角三角形的正切公式得出tanΡ4=X5/A，通过由电容峰值点形成的第五直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X5和X1的长度进行对比，比较Ρ4与Ρ之间的关系；

若Ρ4＞Ρ，则证明串联一组电容后，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度增大，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大，若Ρ4＜Ρ，则证明串联一组电容，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度减小，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小。

进一步地，切换干路的通入电压，切换为第二电压模块，第二电压模块的第二电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第二电压值通入超级电容放电状态的第四电压参数变化，将第四电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第二调节曲线图，在第二调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X4的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第二调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第二调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X4的直线相连，使得三组直线形成第四直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ3，由直角三角形的正切公式得出tanΡ3=X4/A，通过由峰值点形成的第四直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X4和X1、X2、X3的长度进行对比，判断夹角Ρ3与Ρ、Ρ1、Ρ2的大小关系；

若Ρ3＜Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成第二调节曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ3＞Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过对谐波在不同电压、在同等电压以及在串联电容下的变化计算分析，对不同情况下谐波的变化进行检测分析，进而基于电路变化，对电路中出现谐波时进行有效判断并分析其变化规律。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种超级电容的谐波检测方法的方法步骤图；

图2为本发明一种超级电容的谐波检测方法的***框图；

图3为本发明一种超级电容的谐波检测方法中直角坐标系中第二直角三角形形成的原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图3所示，一种超级电容的谐波检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：获取超级电容电路中干路电压的参数并记为干路电压值，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第一电压参数，将获取的第一电压参数输送至数据生成模块；

步骤S2：服务器断开超级电容的干路电压，对超级电容通入与干路电压值相同的通入电压，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第二电压参数，将获取的第二电压参数输送至数据生成模块，数据生成模块根据接收的第一电压参数和第二电压参数在直角坐标系中生成电压波形图，数据生成模块对电压波形图进行分析；

需要具体说明的是，直角坐标系中，横坐标设定为时间，纵坐标为电压值。

数据生成模块对电压波形图具体分析步骤如下：

步骤S21：电压波形图根据干路电压、通入电压对应生成干路电压曲线图和通入电压曲线图，第一电压参数生成电压波形图为干路电压曲线图，第二电压参数生成电压波形图为通入电压曲线图，在干路电压曲线图的顶部选取干路峰值点和在通入电压曲线图的顶部选取通入峰值点；

步骤S22：作与干路峰值点相切的第一线段，在第一线段一端作一条与其垂直相连的第二线段，获取干路峰值点在直角坐标系的干路峰值时间点，并在干路峰值时间点往后延迟第一时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与干路电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作干路电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第三直线，并使第三直线与第一线段、第二线段相交，第一线段、第二线段和第三直线围绕构成第二直角三角形；

在具体应用中，如图3，对第三直线平移构成第二直角三角形。

步骤S23：以通入电压曲线图顶部作为通入峰值点，延伸形成与通入峰值点相切的第四线段，在第四线段末作一条与其垂直相连的第五线段，获取通入峰值点在直角坐标系的通入峰值时间点，并在通入峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与通入电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作通入电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第六直线，并使第六直线与第四线段、第五线段相交，第四线段、第五线段和第六直线围绕构成第一直角三角形；

步骤S24：对第二直角三角形中第一线段和第三直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ1，对第一直角三角形中第四线段和第六直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ，设定Ρ为对比夹角，将获取的夹角数值输送至服务器。

在对电压波形图进行具体分析如下：

设定第一线段与第四线段距离相同，第四直线为已知距离，设定距离长度为A，第二线段和第五线段均为延长线段；

在第一线段末作一条与其垂直相连的观察射线，设定观察射线长度为X，设定第二线段的已知长度为X2，第五线段的已知长度为X1；

其中，在对干路电压曲线图进行平移计算时，具体分析如下：

将干路电压曲线图形成的第二直角三角形中的干路峰值点平移至通入电压曲线图的通入峰值点，使通入峰值点和干路峰值点重合；

由通入峰值点和干路峰值点相重合，由第一线段与第四线段距离相同，由此得出在通入峰值点和干路峰值点相重合时，第一线段与第四线段重合，第二线段与第五线段均重合在观察射线上。

由直角三角形的正切公式得出tanΡ=X1/A，tanΡ1=X2/A，由公式得出，干路电压曲线图上的对比夹角Ρ1与X2呈正比关系，当X2越长，Ρ1越大，通入电压曲线图对比夹角Ρ与X1呈正比关系，当X1越长，Ρ越大；

由已经求得的X1和X2为观察射线X上的重合线段，明确观察出X1和X2的长度大小，根据观察X1和X2的长度大小判断夹角大小根据求得的夹角大小，判断谐波放电状态下的变化，将求取的夹角大小输送至服务器，服务器根据接收的夹角信息对步骤S3中的电压参数进行调节。

其中，超级电容通入与干路电压相同的电压值为通过线性元件的电压值，第一电压参数为通入非线性元件的电压值，若X1＞X2，则证明Ρ＞Ρ1，则证明在同种电压环境下，在干路电压通入的电压在超级电容放电时发生的角度变化大小于直接通入电压在超级电容在放电时发生的角度变化，若X1＜X2，则证明Ρ＜Ρ1，则证明在同种电压环境下，在干路电压通入的电压在超级电容放电时发生的角度变化大于直接通入电压在超级电容放电时发生的角度变化。

步骤S3：服务器对分析后的数据信息进行接收，服务器对超级电容的干路电压进行调节，将调节后的电压值通入超级电容内部，对超级电容放电状态下电压参数变化进行获取，根据获取的电压参数，在电压波形图生成调节曲线图，计算得出不同电压值通入时的电压波形图变化；

需要说明的是，对超级电容的干路电压切换为第一电压模块时，具体包括以下步骤：

步骤S31：对通入电路的电压高低进行调节，保持原有电路中的元件不变，分别设定低于干路电压的第一电压模块以及高于干路电压的第二电压模块；

步骤S32：切换干路的通入电压，切换为第一电压模块，第一电压模块的第一电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第一电压值通入超级电容放电状态的第三电压参数变化；

步骤S33：将第三电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第一调节曲线图，在第一调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X3的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第一调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第一调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X3的直线相连，使得三组直线形成第三直角三角形；

步骤S34：设定步骤S33中引出的长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ2，由直角三角形的正切公式得出tanΡ2=X3/A，通过由峰值点形成的第三直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X3和X1、X2的长度进行对比，判断夹角Ρ2与Ρ、Ρ1的大小关系。

其中，若Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成第一调节曲线图放电时，根据谐波在第一调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

需要说明的是，第一电压模块以及第二电压模块均通入非线性元件的电压值，且通入的非线性元件为同等元件，在进行切换时，仅对干路电压进行切断更换，不对干路非线性元件进行更换。

需要说明的是，对超级电容的干路电压切换为第二电压模块时，具体包括以下步骤：

步骤S3-1：切换干路的通入电压，切换为第二电压模块，第二电压模块的第二电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第二电压值通入超级电容放电状态的第四电压参数变化；

步骤S3-2：将第四电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第二调节曲线图；

步骤S3-3：在第二调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X4的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第二调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第二调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，切线形成的直线尾端与长度为X4的直线相连，使得三组直线形成第四直角三角形；

步骤S3-4：设定步骤S3-3中长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ3，由直角三角形的正切公式得出tanΡ3=X4/A，通过由峰值点形成的第四直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X4和X1、X2、X3的长度进行对比，判断夹角Ρ3与Ρ、Ρ1、Ρ2的大小关系。

其中，若Ρ3＜Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成第二调节曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ3＞Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

在对引起的电压变化进行分析，具体分析如下：

对通入电压曲线图的底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取；

将求取的参数设置为ZL1，对干路电压曲线图底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取；

将求取的参数设置为ZL2，由干路电压与通入电压的电压值相同，则干路电压与通入电压进入超级电容内部引起的电压变化即为谐波产生引起的电压变化，即为谐波电压，谐波电压等于│ZL1-ZL2│。

串联一组电容，具体分析步骤如下：

步骤一：在干路串联一组电容，保持通入的电压值以及干路电压值不变，对通入的超级电容内部的电压数据放电状态中的第五电压参数变化进行获取，将获取的第五电压参数输送至数据生成模块；

步骤二：数据生成模块接收的第五电压参数在电压波形图中生成电容曲线图，在电容曲线图上选取顶部电容峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X5的直线；

步骤三：获取电容峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在电容峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与电容曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作电容曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，切线形成的直线尾端与长度为X5的直线相连，使得三组直线形成第五直角三角形；

步骤四：设定步骤二中长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ4，由直角三角形的正切公式得出tanΡ4=X5/A，通过由电容峰值点形成的第五直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X5和X1的长度进行对比，比较Ρ4与Ρ之间的关系。

其中，若Ρ4＞Ρ，则证明串联一组电容后，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度增大，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大，若Ρ4＜Ρ，则证明串联一组电容，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度减小，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小。

步骤S4：根据电压波形图的变化，检测出谐波在不同电压下的变化，分别对谐波在不同电压、在同等电压以及在串联电容下的变化，对谐波的变化进行检测分析。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种超级电容的谐波检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：获取超级电容电路中干路电压的参数并记为干路电压值，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第一电压参数，将获取的第一电压参数输送至数据生成模块；

步骤S2：服务器断开超级电容的干路电压，对超级电容直接通入与干路电压值相同的通入电压，数据获取模块获取超级电容在放电状态下的第二电压参数，将获取的第二电压参数输送至数据生成模块，数据生成模块根据接收的第一电压参数和第二电压参数在直角坐标系中生成电压波形图，数据生成模块对电压波形图进行分析；

所述数据生成模块对电压波形图具体分析步骤如下：

步骤S21：第一电压参数生成电压波形图为干路电压曲线图，第二电压参数生成电压波形图为通入电压曲线图，在干路电压曲线图的顶部选取干路峰值点和在通入电压曲线图的顶部选取通入峰值点；

步骤S22：作与干路峰值点相切的第一线段，在第一线段一端作一条与其垂直相连的第二线段，获取干路峰值点在直角坐标系的干路峰值时间点，并在干路峰值时间点往后延迟第一时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与干路电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作干路电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第三直线，并使第三直线与第一线段、第二线段相交，第一线段、第二线段和第三直线围绕构成第二直角三角形；

步骤S23：以通入电压曲线图顶部作为通入峰值点，延伸形成与通入峰值点相切的第四线段，在第四线段末作一条与其垂直相连的第五线段，获取通入峰值点在直角坐标系的通入峰值时间点，并在通入峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与通入电压曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作通入电压曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线并记为第六直线，并使第六直线与第四线段、第五线段相交，第四线段、第五线段和第六直线围绕构成第一直角三角形；

步骤S24：设定第一线段与第四线段距离相同，设定距离长度为A，第二线段和第五线段均为延长线段；在第一线段末作一条与其垂直相连的观察射线，设定观察射线长度为X，设定第二线段的已知长度为X2，第五线段的已知长度为X1，对第二直角三角形中第一线段和第三直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ1，对第一直角三角形中第四线段和第六直线的夹角进行获取，将获取的夹角标记为Ρ，设定Ρ为对比夹角，将获取的夹角数值输送至服务器；

步骤S3：服务器对分析后的数据信息进行接收，服务器对超级电容的干路电压进行调节，将调节后的电压值通入超级电容内部，对超级电容放电状态下电压参数变化进行获取，根据获取的电压参数，在电压波形图生成调节曲线图，计算得出不同电压值通入时的电压波形图变化；

对超级电容的干路电压进行调节，保持原有电路中的元件不变，分别设定低于所述干路电压的第一电压模块以及高于所述干路电压的第二电压模块，切换干路的通入电压，切换为第一电压模块，第一电压模块的第一电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第一电压值通入超级电容放电状态的第三电压参数变化，将第三电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第一调节曲线图；

在第一调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X3的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第一调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第一调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X3的直线相连，使得三组直线形成第三直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ2，由直角三角形的正切公式得出tanΡ2=X3/A，通过由峰值点形成的第三直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X3和X1、X2的长度进行对比，判断夹角Ρ2与Ρ、Ρ1的大小关系；

步骤S4：根据电压波形图的变化，检测出谐波在不同电压下的变化；

若Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成第一调节曲线图放电时，根据谐波在第一调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的降低，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的降低在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

2.根据权利要求1所述的一种超级电容的谐波检测方法，其特征在于，步骤S2中，对电压波形图进行具体分析如下：

将干路电压曲线图形成的第二直角三角形中的干路峰值点平移至通入电压曲线图的通入峰值点，使通入峰值点和干路峰值点重合，由直角三角形的正切公式得出tanΡ=X1/A，tanΡ1=X2/A，由公式得出，干路电压曲线图上的对比夹角Ρ1与X2呈正比关系，当X2越长，Ρ1越大，通入电压曲线图对比夹角Ρ与X1呈正比关系，当X1越长，Ρ越大；

由已经求得的X1和X2为观察射线X上的重合线段，明确观察出X1和X2的长度大小，根据观察X1和X2的长度大小判断夹角大小根据求得的夹角大小，判断谐波放电状态下的变化，将求取的夹角大小输送至服务器，服务器根据接收的夹角信息对步骤S3中的电压参数进行调节。

3.根据权利要求2所述的一种超级电容的谐波检测方法，其特征在于，对通入电压曲线图的底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取，将求取的参数设置为ZL1，对干路电压曲线图底部峰值点进行延长，与电压波形图上y轴相垂直，根据与y轴连接处的位置，对原点到连接处位置的距离进行求取，将求取的参数设置为ZL2，由干路电压与通入电压的电压值相同，则干路电压与通入电压进入超级电容内部引起的电压变化即为谐波产生引起的电压变化，即为谐波电压，谐波电压等于│ZL1-ZL2│。

4.根据权利要求1所述的一种超级电容的谐波检测方法，其特征在于，步骤S3还包括切换干路的通入电压，切换为第二电压模块，第二电压模块的第二电压值通入超级电容内，通过数据获取模块获取第二电压值通入超级电容放电状态的第四电压参数变化，将第四电压参数变化在电压波形图上进行绘制，生成第二调节曲线图，在第二调节曲线图顶部峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X4的直线，获取顶部峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与第二调节曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作第二调节曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X4的直线相连，使得三组直线形成第四直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ3，由直角三角形的正切公式得出tanΡ3=X4/A，通过由峰值点形成的第四直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X4和X1、X2、X3的长度进行对比，判断夹角Ρ3与Ρ、Ρ1、Ρ2的大小关系；

若Ρ3＜Ρ2＜Ρ＜Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成第二调节曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变小，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小，若Ρ3＞Ρ2＞Ρ＞Ρ1，则表示，随着电压的升高，在生成电压曲线图放电时，根据谐波在第二调节曲线图顶部峰值点发生的角度变化而变大，由此得出谐波随着电压的升高在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大。

5.根据权利要求1所述的一种超级电容的谐波检测方法，其特征在于，在干路串联一组电容，保持通入的电压值以及干路电压值不变，对通入的超级电容内部的电压数据放电状态中的第五电压参数变化进行获取，将获取的第五电压参数输送至数据生成模块，数据生成模块接收的第五电压参数在电压波形图中生成电容曲线图，在电容曲线图上选取顶部电容峰值点设置一条与其相切长度为A的直线，在直线另一端设置实际长度为X5的直线，获取电容峰值点在直角坐标系的峰值时间点，并在电容峰值时间点往后延迟与第一时间段相同时长的时间段得到对应的时间点，以时间点为起点作与横坐标相垂直的直线，得到直线与电容曲线图中的电压下降曲线的交点设定为参照点，作电容曲线图中的电压下降曲线在参照点处的切线，将切线形成的直线一端平移至顶部峰值点，尾端与长度为X5的直线相连，使得三组直线形成第五直角三角形，设定长度为A的直线与平移后切线的夹角为Ρ4，由直角三角形的正切公式得出tanΡ4=X5/A，通过由电容峰值点形成的第五直角三角形平移至通入电压曲线图处，通过对X5和X1的长度进行对比，比较Ρ4与Ρ之间的关系；

若Ρ4＞Ρ，则证明串联一组电容后，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度增大，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变大，若Ρ4＜Ρ，则证明串联一组电容，谐波在电容曲线图顶部峰值点形成的角度减小，由此得出谐波随着串联的电容的增加在超级电容内部电压值下降时倾斜角度变小。

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