對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法

2023-05-27 17:03:06

專利名稱：對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法
技術領域：
本發明涉及一種電網電壓和電流波形畸變的分析和自動監測方法，特別是一種對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法。
背景技術：
隨著電力電子技術和器件的發展，非線性負荷在電力系統中的應用越來越廣泛， 電力系統諧波汙染日益嚴重，諧波已成為影響電能質量的主要問題。對諧波分量參數的高精度估計將有利於電能質量的評估和採取相應的必要治理措施。快速傅立葉變換(FFT)是諧波分析最快捷的工具。但是，FFT精確分析頻譜的前提是保證對信號的同步採樣和整周期截斷。實際電網頻率通常在工頻附近波動的，因此而造成非同步採樣和非整數周期截斷，這將產生頻譜洩漏和譜間幹擾，使譜分析產生誤差。這一問題的解決通常有2條思路一是通過鎖相環技術(硬體或軟體)來解決同步採樣和整數周期截斷問題。由於電網頻率並非恆定值，而鎖相環響應需要時間，因而不能保證完全同步採樣。普遍採用的另一思路是通過選擇譜能量主要集中在主瓣，旁瓣譜能量小、且幅值衰減快的窗函數，以減小譜間幹擾，即頻譜的長範圍洩漏；通過在頻域內插值或雙譜線擬合來修正，以減小柵欄效應，進而提高諧波估計精度。許多學者採用加窗插值法都有效地提高了諧波估計的精度『5]，但隨著插值修正曲線擬合函數的階次增高及諧波含有次數的增多，諧波估計精度提高的同時計算量大量增加。

發明內容
本發明的目的是要提供一種對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法，實現對電網電壓和電流波形畸變的分析和電力諧波參數的自動監測，應用於各種電網電壓和電流波形畸變的分析儀器和自動監測裝置。本發明的目的是這樣實現的該方法步驟如下
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樣被分析電力信號，電壓或電流信號得3^ )，根據測量精度要求，選擇適當的對稱窗函數 W( >J€[8,#-i]截斷已被採樣的電力信號得^( )=難)..評一>!€
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權利要求
1. 一種對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法，其特徵是該方法步驟如下 步驟a.以採樣周期為；採樣被分析電力信號，電壓或電流信號得X》> 根據測量精度要求，選擇適當的對稱窗函數截斷已被採樣的電力信號得=為窗函數的數據截斷長度；所述的對稱窗函數有漢寧、海明、布萊克、萊夫或納託爾；步驟b.對窗函數截斷信號Xt(W)進行快速傅立葉變換得所述的快速傅立葉變換簡稱為FFT ；步驟C.當主瓣寬度為^ffi ,主瓣內有2 條譜線，用主瓣內的譜線按式1計算出各
全文摘要
一種對稱窗函數功率重心估計電力諧波參數的方法，屬於電網電壓和電流波形畸變的分析和自動監測方法。首先用對稱窗函數截斷已採樣的電力諧波信號，進而對截斷信號進行快速傅立葉變換(簡稱FFT)，再依據對稱窗函數的功率重心計算出基波頻率和各次諧波的頻率，最後，使用計算出的各諧波頻率計算出相應各次諧波的相位，並由Pasival定理計算出各次電力諧波的幅值。本發明與其他加窗FFT插值校正分析方法在計算耗時上有明顯優勢，很適合用於嵌入式系統和DSP數位訊號處理器，是一種很實用的算法。
文檔編號G01R23/16GK102495285SQ20111037646
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者於正華, 唐軼, 孫瑜欣, 尹遠, 張躍, 楊洛, 漸偉, 谷露, 陳奎, 陳雷 申請人:中國礦業大學