Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法技术

本发明专利技术提供一种Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，包括步骤：S1：按照采样频率采集获得电压信号和电流信号；S2：对电压信号和电流信号分别施加Hanning自乘卷积窗函数，并进行FFT变换，得到对应的电压频谱和电流频谱；S3：分别检测电压频谱和电流频谱的基波和谐波的被检峰值处的最大谱线及与最大谱线相邻的两条谱线的幅值；S4：计算电压频谱和电流频谱的基波和谐波的幅值、相位和频率；S5：计算电压频谱和电流频谱的基波和各谐波的电能和总电能。本发明专利技术的一种Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，可进一步提高基波和谐波电能的计算精度，并能改善电能计量算法的计算稳定性。

【技术实现步骤摘要】
Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法
本专利技术涉及电力系统谐波检测领域，尤其涉及一种Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法。
技术介绍
随着越来越多的电气化铁道、电弧炉等非线性动态电力负荷的投入使用，在供电电网中产生了大量电力谐波，造成了供电电网电流、电压波形的畸变。这些干扰的存在，不仅导致供电电能质量恶化，危及供电系统的安全稳定运行，而且还影响电能计量的准确性。为准确计量基波和谐波电能，首先应准确提取电网电压和电流信号中基波和各次谐波的幅值、频率及相位参量，常用的方法是对被测信号做加窗、傅里叶变换、插值修正等运算。具体是在对被测信号进行FFT前，施加合适的窗函数，以抑制因非同步采样和非整周期截断造成的频谱泄漏；再通过傅里叶变换分析离散频谱；最后借助插值修正，补偿栅栏效应导致的误差。截至目前，国内外学者已设计出多种基本窗函数，主要有Hanning窗、Blackman窗、Blackman-Harris窗、Rife-Vincent窗、Nutall窗、Kaiser窗及各种组合余弦窗等。一些学者在现有窗函数基础上，又提出了多种改进的优化窗函数。常用的插值方法主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，包括步骤：S1：按照一采样频率采集获得一电压信号和一电流信号；S2：对所述电压信号和所述电流信号分别施加Hanning自乘卷积窗函数，并进行FFT变换，得到对应的电压频谱和电流频谱；S3：利用峰值检测技术，分别检测所述电压频谱和所述电流频谱的基波和谐波的被检峰值处的最大谱线及与所述最大谱线相邻的两条谱线的幅值；S4：利用插值修正公式计算获得所述电压频谱和所述电流频谱的基波和谐波的幅值、相位和频率；S5：根据电能计量算法，计算所述电压频谱和所述电流频谱的基波和各谐波的电能和总电能。

【技术特征摘要】
1.一种Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，包括步骤：S1：按照一采样频率采集获得一电压信号和一电流信号；S2：对所述电压信号和所述电流信号分别施加Hanning自乘卷积窗函数，并进行FFT变换，得到对应的电压频谱和电流频谱；S3：利用峰值检测技术，分别检测所述电压频谱和所述电流频谱的基波和谐波的被检峰值处的最大谱线及与所述最大谱线相邻的两条谱线的幅值；S4：利用插值修正公式计算获得所述电压频谱和所述电流频谱的基波和谐波的幅值、相位和频率；S5：根据电能计量算法，计算所述电压频谱和所述电流频谱的基波和各谐波的电能和总电能。2.根据权利要求1所述的Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，其特征在于，所述电压信号和所述电流信号可表示为采样序列x(n)：其中，m表示谐波次数，Am表示第m次谐波的幅值，θm表示第m次谐波的相位；f0表示基波频率；fs为所述采样频率。3.根据权利要求2所述的Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，其特征在于，所述S2步骤进一步包括步骤：S21：将所述电压信号和所述电流信号的采样序列改用欧拉公式表示：S22：对所述电压信号和所述电流信号改用欧拉公式表示的采样序列分别施加Hanning自乘卷积窗函数，并进行FFT变换；获得第一傅里叶表达式：其中，w(n)为Hanning自乘卷积窗函数，w(n)的离散频谱为S23：忽略负频点-mf0处谱峰的旁瓣影响，x(n)加窗后在正频点mf0附近的连续频谱函数为：S24：对公式(4)进行离散采样，得到一离散傅里叶变换表达式：其中，Δf＝fs/N；Δf为离散频率间隔；N为采样数据长度；S25：将所述电压信号的离散傅里叶变换表达式对应的频谱作为所述电压信号的电压频谱；将所述电流信号的离散傅里叶变换表达式对应的频谱作为所述电流信号的电流频谱。4.根据权利要求3所述的Hanning自乘卷积窗FFT三谱线插值谐波分析方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭振涛，迟长春，刘佳，陈俊杰，张贤，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31