基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法技术

本发明专利技术公开一种基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法，属于电力系统谐波分析领域，所述谐波分析方法首先将输入数据分为N段，每段数据加两次布莱克曼窗，然后对新形成的N点数据分段进行傅里叶变换，再利用全相位傅里叶和传统傅里叶谱分析对应主谱线上的相位差值和幅值的平方关系，分别对频率和幅值估计结果进行进一步校正，从而得到精度更高的谐波及间谐波估计结果。与现有技术相比，本发明专利技术具有抑制频谱泄漏、改善栅栏效应问题、提高谐波分析精度等优点。

All-phase Fourier harmonic analysis method based on Blackman window

The invention discloses an all-phase Fourier harmonic analysis method based on Blackman window, which belongs to the field of power system harmonic analysis. The harmonic analysis method first divides the input data into N segments, adding two Blackman windows to each segment, then carries out Fourier transform to the newly formed N-point data segments, and then uses all-phase Fourier and traditional Fourier spectrum analysis to correspond to the main spectrum. The square relation between the phase difference and the amplitude on the line is further corrected for the frequency and amplitude estimation results, so that the harmonic and interharmonic estimation results with higher accuracy can be obtained. Compared with the prior art, the invention has the advantages of suppressing spectrum leakage, improving the fence effect and improving the accuracy of harmonic analysis.

【技术实现步骤摘要】
基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法
本专利技术涉及电力系统谐波分析领域，涉及一种基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法。
技术介绍
随着可再生能源的大量并网，再加上电力系统本身固有的各种非线性负荷(如晶闸管整流装置、变频装置等)的影响，系统中的谐波源及间谐波源越来越多，存在着使得电网的电能质量恶化的潜在危险。因此如何进行在一定频带范围内的谐波信号的监测，进而进行相应的治理，就显得越发重要，并已逐渐受到各级电力公司及研究部门的重视。目前，电力系统进行谐波信号监测的方法包括小波变换、prony算法、希尔伯特-黄变换、快速傅里叶变换等。小波变换根据信号的时频特征，将时域和频域结合构成信号的时频谱，可以准确地获得信号的频率值及含量，但频率值的辨识精度受小波基函数的不同选择而差别较大。prony算法是用多个指数形式函数的线性组合来构造数学模型，利用最小二乘法得到输入信号的幅值、相位和频率，但该方法计算速度较慢，且易受噪声影响。希尔伯特-黄变换是用经验模态分解将信号分解为若干个模态函数分量之和，对每个分量进行希尔伯特变换得到瞬时频率和瞬时幅值，然而这种方法会出现端点效应以及模态混叠等问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法，其特征在于包括以下步骤：1)对输入信号加布莱克曼窗，分别进行N点采样和2N‑1点采样，N为自然数；2)对N点采样数据进行FFT，得到传统傅里叶变换的幅值和相位；对2N‑1点采样数据分段进行周期延拓，在垂直方向上对每个分段序列分别加布莱克曼窗并求和取平均，得到双窗N点采样序列；3)对所述双窗N点采样序列进行FFT，得到全相位傅里叶变换的幅值和相位；4)利用全相位傅里叶和传统傅里叶谱分析对应主谱线上的相位差值和幅值的平方关系，分别对频率和幅值估计结果进行进一步校正，得到精度更高的谐波及间谐波估计结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法，其特征在于包括以下步骤：1)对输入信号加布莱克曼窗，分别进行N点采样和2N-1点采样，N为自然数；2)对N点采样数据进行FFT，得到传统傅里叶变换的幅值和相位；对2N-1点采样数据分段进行周期延拓，在垂直方向上对每个分段序列分别加布莱克曼窗并求和取平均，得到双窗N点采样序列；3)对所述双窗N点采样序列进行FFT，得到全相位傅里叶变换的幅值和相位；4)利用全相位傅里叶和传统傅里叶谱分析对应主谱线上的相位差值和幅值的平方关系，分别对频率和幅值估计结果进行进一步校正，得到精度更高的谐波及间谐波估计结果。2.如权利要求1所述的基于布莱克曼窗的全相位傅里叶谐波分析方法，其特征在于按如下方法获得双窗N点采样序列：1)对输入信号进行2N-1点采样，按采样的时间顺序将其记为x(n)，n＝0,1,2,…,2N-2；从第一点开始进行递推分段，每段包括N个点，第一段的采样点序列为X0：x(n)，n＝0,1,2,…,N-1；第二段采样点序列为X1：x(n)，n＝1,2,…,N；依次，最后一段的采样点序列为XN-1：x(n)，n＝N-1，N，…,2N-2；2)对每段采样点序列分别加布莱克曼窗，然后对N个分段采样点序列进行周期延拓，具体操作过程为：以2N-1个采样点的中间点x(N-1)为当前点，依次对各个分段进行周期延拓，即把该中间点的前面序列依次写在该分段的后面，从而获得每一分段的周期延拓；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少雄，黄星宇，黄太贵，何红星，吴保文，徐凯，杨栋林，林济铿，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34