基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计.pdf

《基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2005年10月电工技术学报Vol.20No.10第20卷第10期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYOct.2005基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计111122丁屹峰程浩忠吕干云占勇孙毅斌陆融（1.上海交通大学电力工程系上海2000302.上海市市区供电公司上海200080）摘要电力系统中，准确有效的确定信号中的各次谐波分量及间谐波信号，对于改善电能质量有着重要意义。在分析间谐波特性基础上，提出了一种基于Prony算法的信号分解法。该方法将指数变换的时频特性与谐波信号特性描述相结合，可以提供各种分量的特

2、征指标，如频率、幅值、相位等，并利用最小二乘法得到高精度的拟合。经过电弧炉模拟系统试验证明，Prony算法在谐波和间谐波信号分析中，可提供有效、准确的分析结果。关键词：谐波间谐波Prony算法频谱估计中图分类号：TM415SpectrumEstimationofHarmonicsandInterharmonicsBasedonPronyAlgorithm111122DingYifengChengHaozhongLüGanyunZhanYongSunYibinLuRong（1．ShanghaiJiaotongUniversityShanghai200030Chi

3、na2．ShanghaiUrbanPowerSupplyCompanyShanghai200080China）AbstractInpowersystem,itisespeciallyimportantforpowerqualitytoidentifyallmodesofharmonicsandinterharmonics.AsignaldecompositionalgorithmbasedonthePronymethodispresentedonthebasisofinterharmoniccharacteristicscombiningtheexponent

4、ialtransformintime-frequencydomainwiththedescriptionoftransientsignalcharacteristic.ThePronyanalysismethodcanestimateallkindsofcomponentscharacteristic,suchasfrequency,phaseandmagnitude,andproducehigh-accuracyfittingbyleast-squaremethod.Theexperimentresultsofthearcfurnacesystemprove

5、thatthePronymethodcanprovideeffectiveandaccurateresultsintheanalysisofharmonicsandinterharmonics.Keywords：Harmonics,interharmonics,Pronyalgorithm,spectrumestimation[4,5]小波变换的方法，基于牛顿求解法的自适应频率1引言[6]选择法。虽然利用加窗插值的FFT算法可以较好随着电力电子装置在电力系统中的广泛应用地消除频谱泄漏和栅栏现象，但会导致谐波分辨率以及非线性负荷的日益增多，电网中的谐波情况也的降

6、低。利用连续小波变换（CWT）可以实现间谐越来越复杂。除了与基波成整数倍的谐波外，还存波检测，但由于不同尺度的小波函数在频域中存在在许多非整数倍的间谐波，这些间谐波的存在更增相互干扰，当被检测信号中含有频率相近的谐波分加了谐波分析的难度。量时，无法将频率相近的谐波分离。Fourier变换在谐波分析中得到广泛应用,但其Prony方法是使用指数函数的线性组合来描述只能实现整数次谐波的精确分析[1]。文献[2～6]讨论等间距采样数据的数学模型。它是在自回归模型了间谐波的分析方法，提出了基于FFT的方法[2,3]，（AR）或自回归－滑动（ARMA）模型的基础上，利用最

7、小二乘法估算给定信号的频率、幅值和相高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目。位。利用Prony方法能直接提取信号的特征量，同收稿日期2005-06-14改稿日期2005-09-16第20卷第10期丁屹峰等基于Prony算法的谐波和间谐波频谱估计95时可对结果进行特征分析。x(1)，⋯，x(N−1)本文将Prony方法应用于电力系统谐波和间谐Pnxˆ(n)=∑bkzkn=0,1,L,N-1（4）波信号的分析，对电弧炉的扰动波形进行了Pronyk=1分析，得到了各频率的特征量，证明了该算法对电式中Ak——振幅力系统谐波和间谐波分析的有效性。αk——阻尼因子f

8、k——频率2间谐波分析基础θk——相位