用于间谐波检测的频域向量分解法
2013-04-13覃浩杨洪耕
电力系统及其自动化学报 2013年1期
关键词:信号
覃浩,杨洪耕
(四川大学电气信息学院,成都 610065)
工业电弧炉工业感应炉以及变频调速装置在电力系统中的广泛应用,使得系统中间谐波问题日益严重[1-2]。间谐波因其频率与基频的异步性,会导致信号峰值和有效值发生周期性波动,从而引发信号闪变[3]。大量实验和研究表明,当间谐波频率越是接近谐波频率时,信号的包络线波动愈是严重。因此,如何有效地判定间谐波是否存在以及精确地检测出其频率、幅值以及相位是分析闪变和间谐波对应关系的重点。
快速傅里叶算法(fast Fourier transform,FFT)是目前电力系统谐波与间谐波分析最常用的工具,但这种算法需要在同步采样的情况下才能得到准确的信号参数,否则就会在频域产生栅栏效应和频谱泄漏现象,从而影响测量精度。在解决非同步采样的问题上,现有的同步锁相环技术(phase locked loop,PLL)[4]或时域插值技术[5]已可使采样频率同步跟踪信号基频,此时由基波与谐波引起的检测误差已接近于零。但对于含有间谐波的信号而言,由于间谐波的频率无法预知,采样很难做到对间谐波同步,则频谱泄漏现象依然存在。加窗插值傅里叶算法[6-8]能够在非同步采样的情况下有效减小栅栏效应和频谱泄漏引起的误差。这些方法首先通过选用旁瓣较小的窗函数来减小频谱泄漏引起的误差,再对计算结果使用插值修正算法以减小栅栏效应引起的误差。但是,当信号中两个频率分量主瓣发生重叠时,上述方法和以往的加窗插值方法都无法区分这两个分量。……
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