基于最小方差递推算法的电力系统间谐波谱估计仿真分析

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1、内蒙古电力技术2015年第33卷第2期INNERMONGOLIAELECTRICPOWER43doi：lO．3969／j．issn．1008-6218．2015．02．002基于最小方差递推算法的电力系统间谐波谱估计仿真分析李明(呼和浩特供电局，呼和浩特010050)摘要：在对电力系统间谐波进行分析时，提出了基于最小方差递推算法的问谐波谱估计新方法。该方法通过解一有约束的极值问题来求取FIR滤波器的系数，从而得到最小方差谱估计结果，并通过使用Gohberg—Semencul公式和Levinson递推算法使运算变得更为便捷。通过对电力系统间谐波进行仿真分析，同时与MUSI

2、C算法、Burg算法、FFT算法进行比较，表明该算法的稳健性较好，在时变噪声干扰的情况下依然有较高的检测精度，可以满足对电力系统问谐波的分析需求。关键词：电力系统；电能质量；间谐波；谱估计；最小方差递推算法文献标志码：B中图分类号：TN911．4文章编号：1008—6218(2015)02—0043—04InterharmonicSpectralEstimationSimulationAnalysisinPowerSystemBasedonMinimumVarianceRecursiveAlgorithmLIMing(HohhotPowerSupplyBureau，Ho

3、hhot010050，China)Abstract：Thispaperpresentedanewmethodforanalyzinginterharmoicsbasedontheminimumvariancerecursivealgorithm．BysolvingaproblemofanextremevaluewithconstrainttoobtainthecoeficientsofFIRfilter，thencouldgettheminimumvariancespectralestimationbythecoeficients．Thecalculationwasfa

4、sterbyrunningLevinsonrecursionandGohberg-Semenculformula．BycomparingwithMUSICalgorithm，BurgalgorithmandFFTalgorithm．experimentalresultsshowedthatthisalgorithmhadbetterrobustness，evencouldachievehighprecisioninmuchnoisycontaminatedconditions，whichcouldmeetthedemandforinterharmonieanalysis

5、inpowersystem．Keywordszpowersystem；powerquality；interharmonies；spectralestimation；minimumvariancereeursivealgorithmL一0引言次谐波(次谐波、间谐波)。问谐波对电力系统及设备的危害很大，会引起灯光闪烁、低频继电器异常由于电力系统中的非线性负荷、变频调速装运行、无源滤波器过流跳闸、感应电动机噪声和振置、风电场和光伏电站等均为间谐波源，因此，系统动等问题。因此，必须对问谐波进行治理，而治理中不仅存在大量的整数次谐波，而且存在着非整数的前提在于对间谐波的精确测量u

6、。【收稿日期】2014—12—29【作者简介1李明(1981)，男，江苏人，博士，丁程师，从事电网规划研究丁作。内蒙古电力技术2015年第33卷第2期快速傅立叶变换(FFT)是最常用的电力系统谐(n—P)]。波分析方法，但其频率分辨率不高，且易受噪声尤则滤波器输出的平均功率(即输出序列的方差)为：其是时变噪声的影响。为了提高频率分辨率，实际E(1()l)=E[“X(n)()刎：”R，(3)工程中通常采用较长的数据窗，但噪声的影响依然很难克服。现代谱估计算法具有较高的频率分辨式中厂序列x(n)的自相关矩阵。率，如自回归模型算法和特征值法，但当信号中选择滤波器的原则是在频率

7、4f处，FIR滤波器含有噪声，尤其是时变噪声时，所得谱估计结果会的频率响应归一化为1，即：含有大量伪峰，可能无法区分真实的谐波和间谐波∑哪=∑=1。(4)成分。小波变换”u和时频分析u也被用于分析电力系统间谐波，虽然这些方法对噪声不敏感，但频率这个约束也可以写成矩阵形式：分辨率和估计精度较低，运算量也较大。曰=B“E：1，(5)最小方差(MVDR)谱估计最初是由Capon在其中，E=f1，e，⋯，e’yc1969年研究地震波的空间谱时提出的。之后，Lacoss于1971年将该方法用于单一时间序列谱估在满足式(5)约束的情况下，使滤波器输出