[发明专利]一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量方法

说明书

一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量装置及测量方法，包括ARM模块、Hanning窗的加窗插值模块、电源模块、开关量模块、各个测量模块、‑显示模块、存储模块、数据通信模块和控制输出模块，其中，核心模块由Hanning窗的加窗插值DFT模块与ARM模块连接组成，基本模块由测量模块、电源模块、开关量模块、数据通信模块、‑显示模块、存储模块和数据控制模块组成，基本模块与核心模块连接；基本模块内的各模块独立并存，共同建立在核心模块正常工作的情况下平稳运行。本发明能够在进行庞大的运算情况下，兼顾多测量模块的同时操作，做到数据采样及时、准确性高、实时性强等优点。

技术领域

本发明涉及谐波分析技术领域，尤其涉及一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量装置及测量方法。

背景技术

随着特高压智能电网的建设和新能源的推广，大量具有冲击性、非线性、不平衡特征的电力电子设备给电力系统电能质量造成了严重污染，恶化了电气设备的电磁环境。同时，电力电子设备因其敏感度高、抗扰动能力不足，对电能质量要求越来越高。在此背景下，电能质量问题受到广泛关注。解决电能质量污染，关键在于解决电网的谐波问题。监测/测试是全面掌控电网谐波现状的唯一手段，监测/测试数据的准确性是保障谐波分析有效性的前提和基础。

电力系统的谐波分析，通常是经过离散傅里叶变换(DFT)进行的，然而，在数据采集时，即使采样频率满足了奈奎斯特定理，但如果不是同步采样，就将带来泄漏效应以及栅栏效应，使算出的信号参数如频率、幅值和相位等不准，尤其是相位误差很大，从而无法满足准确的谐波测量要求。

发明内容

基于现有技术上存在的不足，本发明提出了一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量装置及测量方法，其对窗函数的要求是主瓣窄，旁瓣低，旁瓣跌落速度快等，能大大提高对谐波分析的准确度，降低测量成本。

本发明的技术方案为：包括ARM模块、Hanning窗的加窗插值DFT模块、若干测量模块、电源模块、开关量模块、显示模块、存储模块、数据通信模块和控制输出模块；

所述Hanning窗的加窗插值DFT模块与ARM模块连接；若干测量模块分别与Hanning窗的加窗插值DFT模块相连，

所述电源模块、开关量模块、显示模块、存储模块、数据通信模块和控制输出模块分别与ARM模块相连。

若干测量模块的数量≤5个。

所述存储模块的容量不小于32G。

一种基于Hanning窗的加窗插值DFT的谐波测量方法，包括以下步骤：

S1、首先，通过测量模块对监测点的谐波进行监测；

S2、然后，利用Hanning窗的加窗插值DFT模块计算测量模块上传的谐波数据；

S3、再通过ARM模块对计算后的数据进行采样处理；

S4、最后，将数据显示、传输并存储。

步骤S2中,Hanning窗的加窗插值DFT模块的计算方法包括以下步骤：

1)、列出一个加窗的频谱公式，得出模函数；

2)、经过离散傅里叶变化后，得出新的离散分辨率；

3)、利用DFT求得谐波频谱后，得出“Hanning窗”在主瓣附近的模函数；

4)、模函数仅作用于主瓣范围，需代入谱线得出中心坐标，最终得出Hanning窗的离散频谱；

5)、根据上述运算分析得出最终的Hanning窗的加窗插值DFT校正公式。

与现有技术相比，本发明达到的优点与效果有：