基于加窗插值fft和原子分解的间谐波检测算法

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1、学校代码10459学号或申请号M07密级硕士学位论文基于加窗插值FFT和原子分解的间谐波检测算法作者姓名：导师姓名：学科门类：工学专业名称：电力系统及其自动化培养院系：电气工程学院完成时间：2017年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterInterharmonicsDetectionAlgorithmBasedonWindowedInterpolationFFTandAtomicDecompositionByLiliGengSupervisor:JiandongJi

2、angPowerSystemandItsAutomationSchoolofElectricalEngineeringMay，2017学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学

3、位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月摘要近年来，随着电力电子设备的大量使用和冲击性负荷的增多，电力系统中间谐波的含量越来越大。除了具有整数次谐波的危害外，间谐波还会造成电压闪变及零点偏移等问题，给电能质量带来了

4、严重影响，威胁着电力系统的安全经济运行，因此治理间谐波问题迫在眉睫。只有准确检测出间谐波参数，分析出间谐波信号，才能对其进行抑制和治理，进而改善供电环境，确保供电设备正常运转。本文首先分析了傅里叶变换的理论和基本形式，FFT因为算法简单计算量小是检测谐波间谐波的常用方法。但当采样不同步时，FFT分析会出现频谱泄露、栅栏效应等问题，致使检测误差增大。针对这些问题，学者们提出了使用加窗插值算法来提高检测精度。但是，由于受到频率分辨率的限制，对于检测频率相近信号，加窗插值并不适用。然后，文章提出了使用原子分解算法对谐波间谐波信号进行检测。原子分解的两

5、大核心问题是如何构建原子库和如何寻找最佳匹配原子，针对稀疏分解中常用的Gabor原子与间谐波的信号特征匹配度不高，提出了使用正弦量原子构建过完备原子库；由于使用匹配追踪算法寻找最佳原子时，计算量很大，对此对离散参数进行优化以减少计算量。经过改进和优化，使得原子分解算法能很好适用于谐波间谐分析检测中，为本文算法奠定了理论基础。最后综合加窗插值和原子分解两种算法的优势，扬长避短，提出了混合算法，并对算法的实现步骤进行了详细阐述。对用Hanning窗截断的信号进行FFT分析，求得真实频谱附近的三条谱线幅值；利用谱线干涉判据判断否存在谱线干涉；根据判断

6、结果选择检测间谐波的算法。仿真表明该算法既减小了原子分解算法的计算量，又弥补了加窗插值分辨率的不足，即当谐波间谐波的频率间隔很近时，该算法也能获取间谐波参数。关键词：间谐波加窗插值算法原子分解算法谱线干涉IAbstractInrecentyears,inter-harmoniccontentinpowersystemisbiggerandbiggeralongwiththeuseofpowerelectronicdevicesandtheincreasingoftheimpactloads.Besidestheintegerharmonicha

7、rm,inter-harmoniccancausevoltageflickerandproblemssuchaszerodrift,ithasbroughtseriousinfluencetothepowerqualityandthreatenedthesafeandeconomicoperationofpowersystem,soit’simminenttomanagetheinter-harmonicproblem.,Inordertosuppressandgoverninter-harmonicandimprovetheenvironme

8、ntofpowersupply,ensurethenormalworkingofpowersupplyequipment,wemustaccurate