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硕士论文-基于离散傅里叶变换的电网谐波测量方法与分析研究 指导教师：汤天浩 摘要 谐波的测量和分析是实现谐波治理的前提条件，准确的谐波测量和分析能够为谐 波的治理提供良好的依据。白提出快速傅坐叶变换算法 FF，I 以来，基于傅里叶变 换的谐波测量便得到了广泛应用。然而基于傅里叶变换的谐波测量要求整周期同步采 样，否则会产生频谱泄漏现象矛¨栅栏效应。传统的同步采样法由于信号频率的偏移和 定时器分辨率有限等原因，总是存在同步偏差，难以实现理想的同步采样。N此如何 减小因l司步偏差而引起的测量误差成丁众多学者关注的焦点。 由于FFT是傅里叶变换得以广泛应用的前提，本文在深入分析FFT技术的基础 上，针对电网信号具有半波对称性的特点，提 H了一种改进的FFT算法一一半波对 称FFT算法。半波对称FF～1算法针对半波刈称性信号只含奇次谐波分譬的特点，裨i 算法流程中省去了偶次潴波分量部分。因此，改进的FFT算法的计算量是传统FF一1 的一半，大大节省了运算时问。 传统的同步采样法足将采样点数固定为Ⅳ，这样可以使Ⅳ为2的整数次幕以使川 FFT算法进行谐波测量。然而由于电网频率的波动，实际上一个周期内的采样点数Ⅳ 是随频率的变化而变化的，因此必然存在同步偏差，影响测量精度。钏对这一问题， 本文提 H了一种新的交流采样法――变Ⅳ同步采样法。该方法的核心思想就是采样 点数Ⅳ不再固定不变，而是通过测量电刚的实际频率计算得到；然后对一周期实际 的采样数据进行离散傅坐¨卜变换，这样产生的同步偏差将小’r采样间隔。蜘1果采样频 率足够高，则可以忽略同步偏差，实现整删期同步采样。新的交流采样法的关键是要 根据所测数据准确计算电网实际频率，因此本文提出了一种用于电网频率计算的方 法。该方法简单可靠，实时性好。 在新的交流采样法的基础上，本文设计了一个基于Matlab的电网谐波测量分析 系统。该系统实现了对…小型电网实验装置电雎、电流的谐波测量分析，证明了木文 提出的新的交流采样法和频率计算法的正确性以及实用性。 关键词：傅里叶变换，半波刑称FFT算法，变Ⅳ同步采样法，谐波测量分析 ABSTRACT and of isthe Themeasurement harmonics andbase analysis precondition ofharmonics theFastFourier suppression．Since Transform FFT waspresented， the basedon Transform harmonicsmeasurement Fourier which requires hasbeenused isanidealAC synchronoussampling widely．Synch―sampling method．It the sampling mayappeardeviation samplingsynchronousdeviation becauseofthelimitationofmInImumunitoftimerandthefluctuationof timing deviationwillresultin and fence signalfr