基于最小旁瓣九项余弦组合窗的fft谐波分析 fft harmonic analysis based on nine terms minimum side-lobe cosine-sum window.pdfVIP

ELEGTR{epOWER譬¨6lN巨￡RiNG 第28卷第10期 电力科学与工程 V01．28．No．10 16 ElectdcPower 2012年10月 Scienceand Oct．，2012 Engineering 基于最小旁瓣九项余弦组合窗的FFT谐波分析 季 冰，梁志瑞，牛胜锁 (华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003) 摘要：对信号采样时，由于难以做到同步采样，在做F胛处理时会出现频谱泄露和栅栏效应，导致测量 误差较大。为了解决这些问题，提出了一种基于最小旁瓣九项余弦组合窗的插值F盯算法，并用双谱线 ds窗、Nuttall窗、六项余弦窗插值算法的测量结果进行对比，验证了该算法具有更好的测量精度，具备 实际应用价值。 关键词：谐波；频谱泄露；最小旁瓣；九项余弦组合窗 中图分类号：TM714文献标识码：A 泄露的程度和插值公式的计算复杂度都有所不 0 引言 同。51。所以，选择合适的窗函数能够减小算法的计 算复杂度和提高算法的谐波分析精度。理想的窗函 电力电子装置和非线性负载的广泛应用，使电 数应具有主瓣宽度窄、最大旁瓣低和旁瓣衰减速度 网中产生了大量的高次谐波，造成电能质量严重恶 快的特点。 化，危及电力系统安全和经济运行¨。o。对谐波分 本文对九项余弦组合窗函数进行了分析，通过 量的准确分析将有利于电能质量的评估，并可采取 双谱线插值算法，推导出了最小旁瓣九项余弦组合 必要的措施加以治理。 窗的插值修正公式。通过仿真，验证了基于最小旁 由于各种原因，模数转换器对输入信号很难做 瓣九项余弦组合窗的FFT算法的精确性。 到同步采样和整周期截断，因此非同步采样成为常 用采样方式。但是在这种采样方式下，最常用盼陕速 1 最小旁瓣九项余弦组合窗 傅立叶变换(FFT)进行电力谐波分析时，会造成频 谱泄漏和栅栏效应口1，导致信号参数(频率，幅值，相 位)计算结果不准，无法达到谐波测量的国标要求。 余弦组合窗函数的一般表达式为 为了克服频谱泄露和栅栏效应，提高谐波分析精度， 近年来很多学者和专家提出了大量改进算法。 bo ㈠¨ 二 如，：f。毫㈠心ps(警)…一。1， ∞(n)=j () 加窗是减少频谱泄露的有效方法，插值则是减 【o …譬 少栅栏效应的有效措施。组合余弦窗的频谱简单， 因而应用最为普遍。其中，性能优良的已知著名余 式中：Ⅳ为窗长度；P为余弦组合窗函数的项数；。。 为系数。P和o。的取值不同，决定了不同的余弦组