电力系统谐波及其检测方法研究
电力系统谐波监测与抑制技术研究
电力系统谐波监测与抑制技术研究随着电力系统的快速发展和电子设备的广泛应用，电力质量问题日益突出。
其中，谐波是造成电力系统质量下降的一个重要因素。
谐波会导致电网设备的破坏、电力损耗的增加以及对用户设备的干扰等问题。
因此，电力系统谐波监测与抑制技术的研究和应用对提高电力系统的可靠性和质量至关重要。
一、谐波监测技术谐波监测是对电力系统中谐波分量进行实时监测和分析的过程。
通过谐波监测，可以了解电力系统中谐波的水平、频率和相位等信息，为进一步的谐波抑制提供依据。
1. 传统谐波监测技术传统的谐波监测技术通常采用数字示波器或功率分析仪等设备。
这些设备可以通过采集电流和电压波形，计算谐波的幅值和相位差等参数，并通过显示和记录的方式反映出谐波的情况。
然而，传统的谐波监测技术受到监测点有限、成本高昂以及数据处理复杂等限制。
2. 基于智能传感器的谐波监测技术近年来，随着传感器技术的发展，基于智能传感器的谐波监测技术得到了广泛应用。
这些智能传感器可以直接安装在电网设备上，实时采集电流和电压的波形数据，并通过无线通信传输给监测系统。
利用智能传感器，可以实现对电力系统多个监测点的谐波监测，提高监测的覆盖面和准确性。
二、谐波抑制技术谐波抑制技术是为了减少电力系统中谐波分量的水平，保持电力质量的稳定性和可靠性。
根据谐波抑制技术的原理和应用范围不同，可以分为有源谐波抑制和无源谐波抑制技术。
1. 有源谐波抑制技术有源谐波抑制技术是通过在电力系统中添加特定的电子器件，实时监测和控制电流和电压的波形，从而在电力系统中产生与谐波相反的波形，以抑制谐波。
有源谐波抑制技术具有响应速度快、抑制效果好等特点，但其设备成本高、容量有限等问题也需要解决。
2. 无源谐波抑制技术无源谐波抑制技术是通过改进电力系统的电网结构和设备设计，减少谐波的产生和传输，从而达到谐波抑制的目的。
无源谐波抑制技术可以通过限制谐波源的接入、加装滤波器和隔离变压器等设备来实现。
浅谈电力系统谐波检测及抑制方法
浅谈电力系统谐波检测及抑制方法摘要：本文主要阐述了电力系统谐波的产生原因和危害，介绍了谐波检测的方法，包括传统方法和新兴方法，以及谐波抑制的方法，包括被动滤波和主动滤波等。
同时，针对电力系统谐波的特点，提出了一些优化措施，以期对电力系统谐波的检测和抑制产生积极的影响。
关键词：电力系统、谐波、检测、抑制正文：一、谐波的产生原因及危害谐波是指频率为基波频率整数倍的交流电信号，是电力系统中极其普遍的现象。
谐波的产生原因主要有以下几种：1、非线性负载的存在：如励磁系统、变频器、UPS等等。
2、电力电子器件的存在：如开关电容器等等。
3、线路谐振所产生的回波：如高压输电线和变压器中的谐振回波。
4、供电系统中的电弧、火花放电等。
大量的谐波会对电力系统产生不可避免的危害，包括：1、阻碍电能传输：谐波会引起交流系统内的电压和电流失去同步，从而无法有效地传输电能。
2、损坏电力设备：谐波会使电力设备的温度升高，引起设备故障或烧坏。
3、引起电力波动：谐波会使电力质量发生变化，从而引起电力波动。
4、对用电设备的干扰：谐波会对用电设备产生干扰，使其工作出现异常。
二、谐波的检测方法为了准确地检测和分析电力系统中的谐波，需要采用适当的谐波检测方法。
目前常见的谐波检测方法包括：1、传统的谐波检测方法：包括单相检测法、三相检测法等，主要是通过对线路中的电压和电流进行采样，并对谐波进行滤波和分析。
2、新兴的谐波检测方法：如快速小波变换法（FWT）、矢量变量法（VSA）等，较为有效地解决了传统方法中的一些问题，例如不容易出现失灵、可实现频率矩阵多恒定、不依赖预处理等。
三、谐波的抑制方法为了有效地抑制电力系统中的谐波，需要采用相应的谐波抑制方法。
目前常见的谐波抑制方法包括：1、被动滤波：即采用滤波器等被动电路来消除谐波，其优点是结构简单，可靠性高，成本低廉，常常应用于对谐波要求不高的场合。
2、主动滤波：即通过电网与电源之间的电流、电压、功率等进行控制，进而消除谐波，其优点是能够发挥较好的动态响应能力，比被动滤波性能更好。
基于FFT的电网谐波检测方法的研究
基于FFT的电网谐波检测方法的研究1. 本文概述随着现代工业和科技的发展，电网的稳定性和电能质量越来越受到重视。
电网中的谐波污染问题，已成为电力系统运行和电能质量控制的重要课题。
快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）作为一种高效、精确的信号处理技术，已在电网谐波检测领域得到了广泛应用。
本文旨在研究基于FFT的电网谐波检测方法，以期为电力系统的稳定运行和电能质量的提升提供理论支持和技术参考。
本文首先对电网谐波产生的原因、危害及检测的必要性进行概述，明确研究的背景和意义。
随后，详细介绍FFT算法的基本原理及其在谐波检测中的应用，包括算法流程、计算精度和效率等关键问题。
在此基础上，本文将探讨不同类型的FFT算法及其在谐波检测中的适用性，如离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）及其改进算法等。
本文还将重点关注基于FFT的谐波检测技术在电网中的应用实例，分析其在实际检测中的性能表现和存在的问题。
通过对比不同方法的优缺点，本文将探讨如何优化FFT算法以提高谐波检测的准确性和实时性。
本文还将探讨现代智能算法在电网谐波检测中的应用前景，如神经网络、模糊逻辑等。
本文将总结基于FFT的电网谐波检测技术的最新研究进展，并对未来研究方向提出展望。
通过本文的研究，我们期望能为电力系统中的谐波检测提供新的理论视角和技术手段，为保障电网安全稳定运行和提升电能质量做出贡献。
2. 谐波检测的重要性与挑战随着现代工业与科技的发展，电网中非线性负载的使用日益广泛，如整流器、变频器、电弧炉等。
这些设备在运行过程中会产生大量的谐波电流，对电网造成污染，影响电能质量。
谐波不仅会增加电网的线路损耗，降低设备效率，还可能引发谐振，对电网造成危害。
准确、快速地检测电网中的谐波成分，对于维护电网的稳定运行、提高电能质量、保障设备的正常运行具有重要意义。
谐波检测面临着诸多挑战。
电网中的谐波成分复杂多变，且可能同时存在多种频率的谐波，这使得谐波检测需要具备高灵敏度和高分辨率。
电力系统谐波检测与分析研究
电力系统谐波检测与分析研究电力系统在供电过程中产生谐波，这是由于电力系统中的非线性负载导致电流和电压的波形失真所致。
谐波对电网设备的运行安全和电力质量都有着重要的影响。
因此，对电力系统谐波进行检测和分析成为了电力行业中的一个重要课题。
本文将探讨电力系统谐波检测与分析的研究进展以及相关技术和方法。
首先，我们将介绍电力系统谐波的基本概念和产生原因。
接着，我们将介绍谐波检测的主要方法和技术。
最后，我们将讨论谐波分析的研究成果和应用。
电力系统谐波是电力系统中频率为基波频率的整数倍的波形成分。
这些谐波产生的原因主要是非线性负载的存在，如电子设备、电力电子设备、调制器等。
在电流和电压波形失真的情况下，谐波的存在会导致电力系统中的功率流失、电流增大、电磁干扰等问题。
而这些问题都与电力系统的稳定性和电力质量密切相关。
谐波检测是指对电力系统中的谐波进行测量和监测的过程。
主要方法包括功率谐波分析仪、示波器、频谱分析仪等。
功率谐波分析仪是一种能够精确测量电流和电压谐波含量的仪器，可以对电力系统中的谐波进行实时监测和分析。
示波器则可以用来显示电流和电压的波形，通过观察波形的形状和频谱，可以初步判断谐波的存在。
频谱分析仪则可以对电力系统中的信号进行频谱分析，可以更加准确地测量和分析谐波含量。
谐波分析是在谐波检测的基础上，对谐波进行详细的分析和研究。
谐波分析可以从频谱分析的角度来研究谐波的特性和分布。
通过分析谐波的频率分布，可以确定谐波的来源和产生机制。
同时，谐波分析还可以研究谐波对电力系统的影响，如电流和功率的失真、电力设备的损耗等。
谐波分析的研究成果可以为电力系统的运行和维护提供科学依据。
近年来，随着电力系统规模的扩大和电力负载的增加，谐波检测与分析研究也得到了更多的关注和重视。
在谐波检测方面，不断涌现着更加精确和高效的检测仪器和技术。
谐波分析方面，研究者们通过模拟和实验等手段，深入研究和分析了谐波的特性和对电力系统的影响。
电力系统中的谐波检测及抑制方法研究
电力系统中的谐波检测及抑制方法研究发布时间：2021-08-20T16:38:17.007Z 来源：《当代电力文化》2021年第11期作者：柯其志王东雨许婉莹[导读] 随着新能源战略的推进，电力电子器件得到广泛应用，因此引起的谐波及间谐波问题日益严重。
柯其志王东雨许婉莹海南电网有限责任公司海口供电局 570100摘要：随着新能源战略的推进，电力电子器件得到广泛应用，因此引起的谐波及间谐波问题日益严重。
谐波及间谐波的产生降低了电能质量，增加电能损耗，同时也会干扰用电设备正常运行，威胁用电安全。
谐波及间谐波检测算法研究不断深入，常见的检测算法有小波变换、瞬时无功功率理论、快速傅里叶变换（FFT）等。
基于此，本篇文章对电力系统中的谐波检测及抑制方法进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；谐波检测；抑制方法引言电力系统中的谐波抑制关键在于谐波检测算法，该算法可以实时跟踪系统谐波参数，然后自动调整滤波器的参数使滤波效果达到最优状态，非常适用于振荡频率时变的情况。
所以，加强电力系统谐波的研究是非常重要的课题。
1电力系统随着电网建设的不断深入，电力系统的复杂性不断增加，导致运行过程中出现一些故障。
因此，必须合理利用继电保护装置，以防止故障影响的扩散。
电力系统的运行中经常会发生误动故障，误动故障是指电力系统在受外部因素影响的情况下出现不正确的运行。
自动化装置的主要功能是监控系统操作的各种参数，如果无法了解确切的参数情况，那么就意味着自动化设备正在发生故障。
2电力系统谐波产生的危害1)绝缘层的脆化速度加快，从而缩短了功率电容器和其他电气设备的使用寿命。
在电网谐波电压的直接或间接影响下，功率电容器产生了一些未使用的输出功率。
此输出功率会损坏电气设备的绝缘层，并严重损害其使用寿命。
另外，在谐波电压的连续作用下，功率电容器的电流逐渐膨胀，功率电容器的温度也升高。
这种情况会直接导致功率电容器在短时间内应用过度，大大缩短使用寿命。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介：在电力系统中，谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中，谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换，将复杂的波形分解为一系列的正弦波，然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数，可以评估电力系统中的谐波程度，进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一，它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析，可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位，并进一步计算谐波总畸变率（THD）等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效，并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT，小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势，能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理，可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器，可以实时跟踪电力系统中的谐波分量，并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响，会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析，可以准确评估电力系统中的谐波情况，及时发现潜在问题，并采取措施改善电力质量。
电力系统谐波检测方法的研究
使通信 系统无法正常工作 。⑦谐波会干扰 分布 进行 计算。针对 电力系统谐波污 染问题 ， 通过 对 已有 的国 内外 导致信息丢失 ，
电力 系统谐 波检测研 究现状的 分析 、 比较 ， 本文提 出 了两种 关于 电 计 算 机 系统 等 电子 设 备 的 正常 工作 ，造 成 数据 丢 失 或 死 力系统谐波检测方法。 本 文 首 先介 绍 了 电力 系统 谐 波 的危 害 、 来源 ， 机。 ⑧ 谐 波会 影 响无线 电发 射系统 、 雷达 系统 、 核磁 共振 等
功功率检测方法 ， 然 后 对 设 计 的 谐 波 检 测 方 法 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ — 理 论 是 日本学者 赤木 泰文 干 １ ９ ８ ３年首 先提 出的 ，此后 经 Ｉ Ｎ Ｋ进 行 仿 真 ， 对 仿 真 的 结 果 进 行 分析 ， 通 过 分 析 表 明 该 方法 的 实 效 性 和 方 案可 行 性 。 关键词 ： 谐 波检 测
会 使 电气 测量 仪 表 计量 不 准确 ， 产 生计 量 误 差 ， 给 供 电部
门或电力用户带来直接的经济损失。 ⑥谐波会对设备附近
的通信 系统 产 生干 扰 ， 轻 则产 生噪 声 ， 降低 通 信质 量 ： 重 则
全 网 的谐 波 分 பைடு நூலகம் ， 因 此 需 建 立 系 统 谐 波 分析 模 型 ， 对 系 统 中 的 谐 波
以 及 电力 系 统 谐 波 检 测 方法 ，详 细 介 绍 了 傅 立 叶 变 换 的谐 波 测 量 ， 设 备 的工作 性 能 ， 造 成 噪声 干扰和 图像 紊乱 。 瞬时无功功率和神经网络分析 的谐波 测量 ， 并对应用于谐波测量 的 ４ 电力系统谐 波 测量 的主要 方法 方 法 进 行 了分 析 和 评 述 。 详 细 的 介 绍 了三 相 谐 波 检 测 方 法 ， 瞬 时 无
电力系统中电流谐波的监测与治理
电力系统中电流谐波的监测与治理在当今高度依赖电力的社会中，电力系统的稳定和高效运行至关重要。
然而，电流谐波的存在却给电力系统带来了诸多问题。
电流谐波不仅会影响电力设备的正常运行，降低电能质量，还可能引发电力故障，甚至造成严重的安全隐患。
因此，对电力系统中电流谐波的监测与治理成为了电力领域的一个重要课题。
一、电流谐波的产生要理解电流谐波的监测与治理，首先需要了解它的产生原因。
电流谐波主要来源于电力系统中的非线性负载。
常见的非线性负载包括电力电子设备，如变频器、整流器、逆变器等；电弧炉、电焊机等工业设备；以及一些家用电器，如节能灯、计算机电源等。
这些非线性负载在工作时，其电流和电压的关系不再是简单的线性关系，从而导致电流波形发生畸变，产生了谐波成分。
例如，在变频器中，通过对电源进行整流和逆变操作来改变电机的转速。
在这个过程中，由于半导体器件的开关动作，电流会出现高频的脉动，从而产生谐波。
二、电流谐波的危害电流谐波对电力系统的危害是多方面的。
首先，它会增加电力设备的损耗。
谐波电流在电力线路和变压器中流动时，会产生额外的热量，导致设备温度升高，降低其使用寿命。
其次，谐波会影响电力测量仪表的准确性。
例如，电能表可能会因为谐波的存在而计量不准确，给电力用户和供电部门带来经济损失。
再者，谐波还会干扰通信系统。
在电力线路附近的通信线路中，谐波可能会引起噪声，影响通信质量。
此外，严重的谐波还可能导致电力系统的电压波动和闪变，影响电气设备的正常运行，甚至引发电力系统的故障。
三、电流谐波的监测为了有效地治理电流谐波，首先需要对其进行准确的监测。
电流谐波的监测方法主要包括以下几种：1、基于傅里叶变换的谐波分析这是目前最常用的方法之一。
通过对采集到的电流信号进行快速傅里叶变换（FFT），可以将其分解为不同频率的谐波分量，从而得到各次谐波的幅值和相位信息。
2、谐波功率测量除了测量谐波的电压和电流幅值外，还可以通过测量谐波功率来评估谐波的影响。
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第23卷 第5期 电子测量与仪器学报 Vol. 23 No. 5 2009年5月JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT· 29 ·本文于2008年1月收到。
*基金项目: 国家自然科学基金(编号: 60775047)资助项目; 国家863计划(编号: 2007AA042244)资助项目。
电力系统谐波及其检测方法研究*唐 求 王耀南 郭斯羽(湖南大学电气与信息工程学院, 长沙 410082)摘 要: 谐波测量在电力系统中占有重要的作用和地位。
本文概述了谐波测量的主要方法, 对基于加窗插值FFT 的谐波测量方法进行了分析和研究。
在此基础上, 设计并实现了一种多功能虚拟谐波测量系统, 采用加窗插值FFT 算法, 以图形化编程语言LabVIEW 为开发平台, 实现了电力系统电压、电流谐波参数的测量。
与传统的谐波测量系统相比, 该系统硬件简单、编程灵活、可自定义、数据分析与处理能力强、使用方便, 测量结果证明了系统的可行性和准确性。
关键词: 谐波测量；加窗插值FFT ；虚拟仪器；LabVIEW中图分类号: TM714 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 470.4054Research on harmonics and its measurement method in power systemTang Qiu Wang Yaonan Guo Siyu(College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: The harmonic measurement plays an important role in power system. In this paper, some main harmon-ics measurement methods are generally described, and a harmonic measurement method based on interpolating win-dowed FFT is discussed. According to the interpolating windowed FFT method, a multifunctional virtual instrument system for harmonic measurement of voltage and current signals is designed and implemented with LabVIEW envi-ronment. Compared with traditional harmonic measurement system, this system is flexible, self-defined, capable of data processing and analysis, with simple hardware and so on. The measurement results show the feasibility and the validity of the system.Keywords: Harmonic measurement;interpolating windowed FFT;virtual instrument;LabVIEW1 引 言近年来, 随着工业和民用用电负荷的迅速增加以及各种电力电子设备的广泛应用, 非线性负载的数量和容量日益增加, 电力系统谐波污染日趋严重。
电网谐波使得电压、电流的波形发生畸变, 使电力系统的发、供、用电设备出现许多异常现象和故障, 对电力系统的安全、经济运行造成极大的危害。
谐波问题已成为电力部门普遍重视和关心的问题[1]。
谐波测量是处理谐波问题的基础, 是分析和控制电网谐波含量的依据。
传统的电力谐波测量方法多采用电力谐波分析仪或MATLAB 软件包, 但是它们不具有图形化编程和远程测控能力, 因此具有局限性。
本文在研究谐波测量的主要方法的基础上, 设计了基于加窗插值FFT 的虚拟谐波测量系统。
实现了三相电压、三相电流的总谐波畸变率(THD)以及各次(1~13次)谐波畸变率的测量。
系统集信息采集、处理和传输于一体, 具有数据采集、谐波分析处理和显示等功能, 试验结果表明了其性能良好, 测量稳定。
2 谐波测量方法谐波测量是解决谐波问题的基础和主要依据, 通过对谐波的检测, 可以实时监测电网中谐波的含量及其潮流方向, 计量各次谐波含量、谐波电压电流幅值、相位等参数, 从而提高测量和计量仪表的准确· 30 · 电子测量与仪器学报 2009年性, 对谐波源进行分析, 寻找谐波补偿和治理方法, 提高电网质量。
由于谐波具有非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征, 难以对谐波进行准确测量, 为此许多学者对谐波测量问题进行广泛研究。
目前谐波测量方法按测量原理可分为: 1)模拟滤波器; 2)基于瞬时无功功率理论的测量方法; 3)基于傅立叶变换理论的测量方法; 4)基于神经网络理论的测量方法; 5)基于小波变换理论的测量方法。
2.1 采用模拟滤波器测量谐波最早的谐波测量是采用模拟带通或带阻滤波器实现的, 其原理和电路结构简单, 造价低, 能滤除一些固有频率的谐波。
模拟滤波器有两种, 一是通过滤波器滤除基波电压电流分量, 得到谐波电压电流分量; 二是用带通滤波器得出基波分量, 再与被检测电压电流相减后得到谐波电压电流分量。
但该方法测量误差大、实时性差, 对电路元件参数十分敏感, 受外界环境影响较大。
2.2 基于瞬时无功功率的谐波测量该方法在三相三线制电路和有源电力滤波器中应用较多。
它以瞬时无功功率理论为基础, 能准确地检测对称三相电路的谐波值, 实时性好。
设三相电路各相电压和电流的瞬时值为u a 、u b 、u c 和i a 、i b 、i c , 把它们变换到α−β 两相正交的坐标系上, 可得到α、β两相瞬时电压u α、u β 和瞬时电流i α、i β [2]:,a a b b c c u i u i u i u i u i ααββ⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎜⎟⎜⎟==⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠C C (1) 式中: 11/21/2022−−⎞=⎟⎟⎠C 。
在α−β 平面上, 可得到三相电路瞬时有功功率p 和瞬时无功功率q :u u i p i q u u αβαββα⎛⎞⎛⎞⎛⎞=⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟−⎝⎠⎝⎠⎝⎠ (2) 以三相瞬时无功功率理论为基础, 计算q 、p 或i α、i β 即可得出三相三线制电路谐波检测的两种方法, 分别称之为q 、p 运算方式或i α、i β 运算方式。
该方法的缺点是硬件多, 花费大, 实现起来较繁琐。
2.3 基于傅立叶变换的谐波测量基于傅立叶变换的谐波测量是当今应用最广泛的一种方法。
该方法用快速傅立叶变换(简称FFT)获取各次谐波的幅值、频率和相位, 当测量时间是信号周期的整数倍和测量频率大于Nyquist 频率时, 测量精度高、实现简单、功能多且使用方便。
其缺点是需要一定时间的采样值, 且需进行两次变换, 计算量大, 测量结果实时性差。
而且当测量时间不等于信号周期的整数倍或对无限长信号进行截断测量时, FFT 算法会产生频谱泄露和栅栏效应[3], 使测量出的谐波幅值、相角和频率有较大误差, 不能满足测量精度的要求。
文献[4]提出了一种利用非整周期采样数据及泰勒级数展开原理, 估计理想的整周期采样序列, 产生修正值, 可以在不增加硬件设备及采样数据的前提下提高谐波分析精度。
2.4 基于神经网络的谐波测量人工神经网络(ANN)具有很强的学习能力, 已成功应用于谐波源的辨识与谐波测量。
文献[5]提出了有源电力滤波器神经元自适应谐波电流检测方法, 给出了模拟电路实现方案, 提高了检测速度。
文献[6]介绍了一种基于自适应神经网络和基于多层前馈网络的两种谐波测量方法, 仿真研究结果证明了所提方法为有源滤波器谐波电流的检测提供了一条新途径。
2.5 基于小波变换的谐波测量小波分析是时域分析的主要工具, 它具有计算精度高, 既可以分析稳态信号, 也可以分析暂态时变信号的特点, 已成为电力系统谐波测量中新的研究方向。
它克服了傅立叶分析在频域完全局部化而在时域完全无局部化的缺点, 特别适合于突变信号和不平稳信号的分析, 可以准确把握信号的局部细节, 因而通过小波变换, 可以准确地求出基波电流, 进而求取谐波。
文献[7]对基于MALLAT 算法、小波包变换、连续小波变换、复小波变换、自适应小波的谐波测量方法进行了分析和研究, 表明将小波分析应用于谐波问题, 在时滞与计算方面有一定的优势, 正逐渐成为谐波检测中的热点和突破口。
3 基于加窗插值FFT 的谐波测量基于FFT 的谐波测量是当今应用最广泛的一种方法, 电力系统电压、电流可表示为式(3):0()cos(2)i i i i x t A f t ϕ∞==π+∑ (3)第5期 电力系统谐波及其检测方法研究 · 31 ·式中: f i 、A i 、ϕi 分别为第i 次谐波的频率、幅值和相位。
以采样周期T s 对x (t )进行采样可得到离散序列x (n )()()cos()s i i i i x n x nT A n ωϕ∞===+∑ (4) 式中: 2i i s f T ω=π; x (n )的频谱(DTFT)为j j j 0(e )e ()e ()22i i i i i i i A A X ϕϕωδωωδωω∞−=⎡⎤=−+−⎢⎥⎣⎦∑ (5)用长度为N 的窗序列w (n )对x (n )加权截断, 得离散加窗信号()()(),0,1,2,,1w x n x n w n n N ==−" (6) 根据傅立叶变换的性质, 可得到x w (n )的频谱(DTFT)为j j j j j 0(e )(e )(e )e ()e ()22i i W i i i i i X X W A A W W ωωωϕϕωωωω∞−==∗=⎡⎤−++⎢⎥⎣⎦∑ (7) 其中, W (ω)为窗序列w (n )的频谱。
连续谱j (e )W X ω在区间[0,2π]内以等间隔ωΔ= 2/N π采样, 可得到x w (n )的离散谱x w (k ), 即j j 0()(e)e .2[()()],0,1,2,,1ii w w k i i i A X k X W k W k k N ϕωωωωωωω∞=Δ===Δ−+Δ+=−∑" (8)若窗长NT s 为信号周期的整数倍, 即采样同步, 且采样频率大于Nyquist 频率时, 则x w (k )正好反映了第k 次谐波的幅值和初相角, 有j 0()e 2iw A X k ϕ=(9) 但是, 由于实际的采样过程很难做到严格同步,因而会产生频谱泄露和栅栏效应, 使测量出的谐波幅值、相角和频率有较大误差, 不能满足测量精度的要求, 通常采用加窗插值算法方法加以解决。