基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法
2021-12-17谭保华张文宇黄程旭郑焙天何嘉奇
华中师范大学学报(自然科学版) 2021年6期
关键词:信号
谭保华,张文宇,黄程旭,郑焙天,何嘉奇
(1.湖北工业大学理学院,武汉 430068;2.长江大学物理与光电工程学院,湖北 荆州 434023;3.湖北工业大学机械工程学院,武汉 430068)
随着非线性负载的普及使用,电网的结构复杂化的同时,电网谐波污染[1-3]也日益严重.因此,为了抑制谐波危害,必须对谐波进行检测,以保证电网的稳定运行.
目前,快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在电网谐波检测中应用较为广泛[4],但时域截断过程中常产生频谱泄露和栅栏效应,影响谐波分析精度.加窗函数和谱线插值算法是FFT算法常用的改进方法,一方面是选用更好的窗函数,而另一方面是增加修正的谱线条数,文献[5-7]通过卷积得到旁瓣特性更好的窗函数,虽然构造的窗函数抑制频谱泄露能力更强,但卷积也使得窗的主瓣宽度增加,频率分辨率损失加大.文献[8-9]中使用更多的谱线修正,提高精度的同时算法复杂度也大大提高,影响了电网谐波分析的实时性.
在传统加窗插值FFT算法的基础上,文献[10]首次提出了全相位FFT算法的概念,其计算所得各条谱线的相位值与频率误差无关,满足“相位不变性”,相位检测精度较FFT更高,并且全相位FFT算法本身带有频谱泄露抑制能力.文献[11]中提出了一种组合优化算法,利用改进FFT算法计算幅值和频率,利用全相位FFT算法计算相位,该方法没有完全利用全相位FFT算法优点,文献[12]中提出了一种双窗全相位FFT双谱线校正算法,将传统FFT修正所用的比值校正法[13]推广到全相位FFT算法,获得……
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