[发明专利]时延傅立叶变换测频法精确计算电力谐波参数方法

摘要

一种时延傅立叶变换测频法精确计算电力谐波参数方法，属于用于各种电网电压和电流波形畸变的分析仪器和自动监测装置的自动监测方法。首先用对称窗函数截断已采样的电力谐波信号，并对截断信号进行快速傅立叶变换（简称FFT），而后对已采样的电力谐波信号时延L点用同一对称窗函数再截断相同长度的已采样电力信号，也进行FFT；依据2次FFT的相位差角精确计算出基波和各次谐波的频率，进而用在对称窗函数频域内插值的方法计算出基波和各次谐波的校正系数，最后，计算出各次电力谐波的幅值和相位。本发明与其它加窗FFT插值校正分析方法在计算耗时上有明显优势，最适合用于具有硬件FFT的DSP数字信号处理器，是一种很实用的算法。

主权项

1.一种时延傅立叶变换测频来精确计算电力谐波参数方法，其特征是：该方法步骤如下：步骤a.以采样周期为采样被分析电力信号即电压或电流信号得：，根据测量精度要求，选择适当的对称窗函数截断已被采样的电力信号得：，N为窗函数的数据截断长度，并对截断信号进行快速傅立叶变换（简称：FFT）得：，；所述的对称窗函数为：汉宁、海明、布莱克、莱夫或纳托尔；多频电力（电压或电流）谐波信号可表示如下：式中：，为谐波次数，是正整数；为最高谐波次数；为第次谐波幅值；为电力信号基波频率；为第次谐波初相角；经采样离散化后得数字序列：式中Ts是采样周期；对加对称窗函数截断得序列，对进行快速傅立叶变换（简称：FFT）得：；步骤b.对已采样数据时延L点，再用“步骤a”所用的同一窗函数截断，得：，也同样进行FFT得：，其中，L取值必须满足式1条件：式1式1中：Q为一个基波周期的采样点数；a为自然数；并且，若数据长度允许，应该适当增大L值；在时域中延时L个采样点，并以同一窗函数，以同样数据长度截断得，并再进行FFT变换得：，；步骤c. 用式2计算出基波和各次谐波的频率：式2式2中：为谐波次数；是基波频率；和分别为的次谐波的峰值谱线；为在次谐波处的峰值谱线的相位差；分别为在次谐波处的峰值谱线和的相位；步骤d. 依据“步骤c”计算出的基波和各次谐波的频率值，用式3计算出次谐波处的峰值谱线的数字角频率与次谐波信号的实际数字角频率的差值，式3式3中为定时采样、非整周期截断后的离散频谱的，，；再用在所用截断分析数据的对称窗函数的频域内插值，汉宁窗函数离散频谱，按式4求得基波和各次谐波的校正系数：式4式4中所用对称窗函数在处的幅值；步骤e. 分别用式5和式6计算出基波和各次谐波的幅值和相位：式5式6。