基于十项余弦窗插值FFT的谐波相量算法-论文.pdf

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1、第33卷第4期河南理工大学学报(自然科学版)VoI．33NO．42014年8月JOURNALOFHENANP0LYT】￡CHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Aug．2014基于十项余弦窗插值FFT的谐波相量算法胡治国，徐晓贝，郑征，徐晓光(1河南理T大学电气工程与自动化学院，河南焦作454000；2．鹤壁市供电公司，河南鹤壁458000)摘要：提出了一种基于十项余弦窗的插值FFT算法，分析了余弦组合窗的特性，从旁瓣特性的优势出发，运用旁瓣峰值较低的十项余弦窗，并用双谱线插值算法推导出其对应的修正公

2、式．仿真计算结果表明，谐波幅值误差小于O．001％，相位误差小于0．001％．新的插值FFT算法与常用的Hannning窗、Blackman窗插值F算法的测量结果对比，进一步说明了该算法可以有效提高电力系统谐波测量精度，具备实际应用价值．关键词：谐波；快速傅立叶变换；旁瓣特性；十项余弦窗；插值中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1673-9787(2014)04—0543．06HarmonicphasorcalculationbasedontentermscosinewindowandinterpolatedFF

3、THUZhi．guo，XUXiao．bei，ZHENGZheng，XUXiao．guang(1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HenanPoly~echnieUniversity，Jiaozuo454000，Henan，China；2．HebiElectricPowerCompanyHebi458000，Henan，China)Abstract：AninterpolatedFFTalgorithmbased(·naten—termscosinewindowisprop

4、osed．Thecharacteristicsofcosinewindowandtheadvantagesofsidelobe3eakarefirstlyanalyzed，thentheten—termscosinewindowofalowsidelobepeakisused，nexttheformulasofinterpolatedFFTalgorithmbasedontheten—termscosinewindowisderived．Simulationresultsdemonstralethattheamplitud

5、eerrorislessthan0．001％．andthatthephaseerrorislessthan0．001％．ThecomparisonofthemeasurementresultofthisnewinterpolatedFFTalgo—rithmwiththemeasurementresultsofinterpolatedFFTalgorithmbasedOnHannningwindowandBlackmanwindow，isverifiedthatthisalgorithmenhancesthemeasuri

6、ngaccuracyofpowersystemharmonicsandhasac-tualapplicationvalue．Keywords：harmonic；FFT；sidelobecharacteristics；tentermscosine—sumwindow；interpolation中广泛使用，它是以固定不变的采样频率对信号0引言进行采样，利用窗函数截断信号时产生的泄漏频在电力系统中对电网电压、电流的基波值谱得到信号的实际频谱值，可以减小异步采样引测量分析时，通常采用快速傅立叶变换(FFT)．当起的误差．但是，截断

7、信号时使用的窗函数不同，频率偏离50Hz时，FFT算法的泄漏现象和栅栏其频谱泄漏对计算结果的影响也不同．泄漏的频效应将会导致测量精度难以满足实际需求⋯．谱主瓣主要影响主谱附近谐波分量的计算精度，加窗的FFT算法易于嵌入DSP，在实际应用旁瓣会影响基波和所有高次谐波分量的计算精收稿日期：2013．12-01基金项目：国家自然科学基金资助项目(51077125)；河南省控制]．程重点学科开放实验室项目(KG20l1-06)作者简介：胡治国(1977一)，男，河南洛阳人，副教授，主要从事电能质量和T业过程控制的研究．Email：

8、hzg@hpu．edu．cn544河南理T大学学报(自然科学版)2014年第33卷度．理想的窗函数具有主瓣窄，旁瓣峰值低的表2旁瓣特性特点．常见的窗函数受到主瓣和旁瓣的限制而影Tab．2Side．1obecharacteristics响测量精度，在谐波测量中存在对奇次谐波测量较准确，偶次谐波不精准的问题