应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法.pdf

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1、第23卷第6期中国电机工程学报Vol.23No.6Jun.20032003年6月ProceedingsoftheCSEE©2003Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2003)06-0050-05中图分类号：TM714文献标识码：A学科分类号：470×4054应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法庞浩，李东霞，俎云霄，王赞基（清华大学电机系，北京100084）ANIMPROVEDALGORITHMFORHARMONICANALYSISOFPOWERSYSTEMUSINGFFTTECHNIQUEPANGHao,LIDong-xia,Z

2、UYun-xiao,WANGZan-ji(DepartmentofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)ABSTRACT:Therearedifficultiesinperforming真结果验证了该改进算法的有效性和易实现性。synch-ronizedsamplingandintegralperiodtruncationinthe关键词：电力系统；快速傅立叶变换；谐波分析；窗函数；harmonicanalysisofpowersystemwiththefastFourier插值；多项式

3、逼近transform(FFT)technique.However,nottosatisfytheseconditions,theresultswillbedisturbedbythefrequency1引言leakage.Someeffortshavebeenmadeincludingtheutilization随着各种非线性负荷特别是电力电子设备在ofwindowfunctionsandinterpolationalgorithmstocorrectthe电力系统中的广泛应用，电网谐波污染日益严重。measuredfrequency,phaseandamplitud

4、ebyFFT.Inordertoovercomesomeshortcomingsofexistingcorrectionmethods,对谐波成分的检测将有利于电能质量的评估，并可animprovedalgorithmispresentinthispaper,withwhichthe采取必要的措施加以治理。离散傅立叶变换（DFT）amplitudesofharmonicscanbeestimatedfromthetwo特别是快速傅立叶变换（FFT）算法因其易于微机neighboringspectrallines.Thepolynomialapproximation实现而

5、被作为谐波分析的主要方法，但是在应用离methodisalsoemployedtoobtainsimpleformulasfor散傅立叶变换时存在影响测量准确性的频谱泄漏frequencyandamplitudecorrection.Bythesemethods,the[1]问题。频谱泄漏包括长范围泄漏和短范围泄漏两disturbanceofthefrequencyleakageandthenoisecanbe部分。长范围泄漏是由于信号截断造成的信号频谱reducedandtheaccuracyoftheharmonicanalysiscanbe旁瓣之间的相互干扰；短范

6、围泄漏是指由于离散频improved.Basedontheproposedalgorithm,thepractical谱的栏栅效应导致的信号峰值点观测上的偏差。correctionformulasforsometypicalwindowfunctionsaredeveloped.Thesimulationresultshaveverifiedthe已有多种方法能够降低频谱泄漏影响。比如，effectivenessandpracticabilityofthealgorithm.增加测量信号的数据长度可以降低旁瓣，提高频率[1]KEYWORDS:Powersystem;FF

7、T；Harmonicanalysis；分辨率；在截断数据后补零，也可以降低栏栅效Windowfunctions；Interpolation；Polynomialapproximation应，减少短范围泄漏误差。但是，增加数据长度或者在截断数据后补零都将增加计算量。对于只包含摘要：采用快速傅立叶变换（FFT）进行电力系统谐波分析整数倍次谐波的信号而言，如果能够实现同步于基时很难做到同步采样和整数周期截断，由此造成的频谱泄漏波的采样，从而使截断数据长度是基波周期的整数将影响到谐波分析的结果。通过加窗以及采用插值修正算法倍，就能够使被测的基波和