【技术实现步骤摘要】
一种基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法
本专利技术涉及数字信号处理技术，具体是一种基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法。
技术介绍
随着大量非线性设备的增加以及新能源发电装置接入到电网中，致使电力系统谐波问题日益突出，系统中谐波成分变得越来越复杂。与传统的工频整数次谐波相比，间谐波的频率更具有不确定性，危害也更大。复杂的电力谐波信号中很可能含有频率十分接近的谐波/间谐波成分，因此准确的检测出频率相近的谐波/间谐波是谐波检测的一个重要研究方向。目前谐波/间谐波的检测方法主要有小波变换法、希尔伯特-黄变换法(Hilbert-HuangTransform,HHT)和傅里叶变换法。国内外专家学者对不同的谐波检测方法进行了深入研究，但针对含密频成分谐波信号分解的研究很少。当信号中两频率成分过于密集时，两频率的谱峰主瓣会发生部分重叠，造成主瓣干扰问题。密频间的主瓣干扰会使传统的加窗插值、校正方法或同步采样性能大幅度下降，甚至完全失效。希尔伯特-黄变换法是处理复杂信号常用的方法，由经验模态分解法(EmpiricalModeDecomposition,EMD...
【技术保护点】
1.一种基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：第一步，引入电力谐波/间谐波信号；第二步，对电力谐波/间谐波信号进行全相位快速傅里叶变换分解，得到信号的幅值谱和相位谱；第三步，通过对电力谐波/间谐波信号的幅值谱图进行谱峰搜索，得到电力谐波/间谐波信号的各个频率值；利用全相位快速傅里叶变换相位谱的平坦特性判断电力谐波/间谐波信号中是否含有密集频谱谐波/间谐波成分；确定电力谐波/间谐波信号中含有密集频谱谐波/间谐波成分，通过相位谱找到相位发生改变处所对应幅值谱图中谱峰的频率值f；第四步，利用量子粒子群优化算法确定电力谐波/间谐波信号中密集频...
【技术特征摘要】
1.一种基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：第一步，引入电力谐波/间谐波信号；第二步，对电力谐波/间谐波信号进行全相位快速傅里叶变换分解，得到信号的幅值谱和相位谱；第三步，通过对电力谐波/间谐波信号的幅值谱图进行谱峰搜索，得到电力谐波/间谐波信号的各个频率值；利用全相位快速傅里叶变换相位谱的平坦特性判断电力谐波/间谐波信号中是否含有密集频谱谐波/间谐波成分；确定电力谐波/间谐波信号中含有密集频谱谐波/间谐波成分，通过相位谱找到相位发生改变处所对应幅值谱图中谱峰的频率值f；第四步，利用量子粒子群优化算法确定电力谐波/间谐波信号中密集频段的最佳二分频率；第五步，根据第三步得到的电力谐波/间谐波信号的各个频率值，确定非密集频段中各个频率之间的二分频率，进行解析模态分解；第六步，利用希尔伯特变换对第五步分解出的单频信号分量进行分解，得到相应的瞬时幅值和瞬时频率。2.根据权利要求1所述的基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法，其特征在于第一步中，电力谐波/间谐波信号的表达式如式(1)所示：其中，Ai为幅值，fi为电力谐波/间谐波信号中谐波/间谐波的频率，θi为初始相位。3.根据权利要求1所述的基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法，其特征在于第二步具体是：电力谐波/间谐波信号可以用单频复指数来表示，如式(2)所示：其中，x(n)为谐波/间谐波信号，A为幅值，ω为角频率，θ0为初始相位；N为正整数；通过式(2)可以得出全相位快速傅里叶变换的幅值谱公式如式(3)：其中，Δω为2π/N；F(ω)为双窗apFFT频谱分析中所采用的窗函数频谱；通过式(2)可以得出全相位快速傅里叶变换的相位谱公式如式(4)：φY(k)＝θ0,k∈[0,N-1](4)全相位快速傅里叶变换主谱线上的相位谱值与中心点x(0)的相位值相等，均为θ0，所以全相位快速傅里叶变换的主谱线的相位谱值为中心点的理论相位值。4.根据权利要求1所述的基于解析模态分解的密集频率谐波/间谐波检测方法，其特征在于第四步具体是：4-1.对量子粒子群初始化，设置量子粒子群优化算法的种群规模M、最大迭代次数T和粒子的位置向量xi寻优的频率范围[f-Δf,f+Δf]，空间位置维数为1，在规定的范围内随机初始化粒子的位置向量xi；4-2.选取合适的适应度函数，粒子每次更新一个位置，适应度函数都会产生一个新的适应度值；随着粒子位置的更新，适应度值会进行对比更新；解析模态分解法会将密集频谱部分分解为两个单频...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙曙光，田朋，杜太行，梁倩伟，李鑫，王秋富，宗俊吉，张伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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