[发明专利]一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析方法及其装置

权利要求书

1.一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：

（1）信号采样：对时域连续信号进行采样、离散化，获得无限长离散序列，设含谐波分量的信号x(t)以采样频率f_s均匀采样得到的离散时间信号； 

（2）4阶凯撒自卷积窗函数加窗处理：对无限长离散序列进行加4阶凯撒自卷积窗运算，即用长度为N的4阶凯撒自卷积窗对信号进行加窗截断； 

（3）对加窗截断信号进行N点快速傅立叶变换，获得其离散频谱；

（4）离散频谱峰值参数确定：在各整数次谐波频率附近搜索其局部频谱峰值，找到离散频谱局部幅值最大谱线k₁和次大谱线k₂，确定相应的谱线幅值y₁和y₂；

（5）谐波参数计算：由谱线幅值y₁和y₂，采用基于最小二乘法的离散频谱插值校正公式求解系数α，进而计算出谐波频率、幅值和初相角等参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析方法，其特征在于：所述凯撒自卷积窗函数为若干个凯撒窗进行自卷积运算的结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析方法，其特征在于：所述4阶离散凯撒自卷积窗序列为将4个相同长度为Q的离散凯撒窗序列作3次离散卷积，再在卷积序列尾部补3个零。

4.一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析装置，包括：电压互感器、电流互感器、信号调理单元、谐波参数技术单元、谐波信号管理单元，其特征在于：三相电压、电流信号分别经电压互感器和电流互感器进入信号调理单元；电压互感器一次线圈的两端分别串接限流电阻，再并联压敏电阻并入电网，电压互感器二次线圈并联取样电阻和滤波电容，电流互感器一次线圈的两端分别串接限流电阻串联至电网，电流互感器二次线圈并联取样电阻和滤波电容。

5.根据权利要求4所述的一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析装置，其特征在于：所述信号调理单元设置有低通抗混叠滤波器，经互感器后的电压、电流信号通过低通抗混叠滤波器进行信号调理。

6.根据权利要求5所述的一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析装置，其特征在于：所述低通抗混叠滤波器采用电阻和电容构成的RC无源滤波电路。

7.根据权利要求4所述的一种基于凯撒自卷积窗双谱线插值FFT谐波分析装置，其特征在于： 经信号调理单元转换后的数字信号送至谐波参数计算单元进行参数计算，得到的谐波参数包括谐波频率、谐波幅值、谐波相位、谐波电能，所得谐波参数经谐波参数管理单元进行存储、显示和通讯。