基于高倍过采样与加窗插值FFT的电力谐波分析

为提高谐波分析精度,分析了信号加窗引起的信噪比损失以及AD转换产生的量化误差,阐述了过采样技术提高信噪比的原理.在此基础上,提出了基于高倍过采样和加窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的谐波分析方法.该方法充分利用AD转换器的潜力,以尽量高的采样速率进行AD采样,同时通过均值滤波避免高倍过采样引起的采样数据量激增问题.详细研究了所提谐波分析方法对信号中谐波分量幅值和相位的影响,并给出了简洁实用的谐波幅值和相位校正方法.仿真表明,所提方法可在不增加系统成本的前提下改善加窗插值FFT的抗噪声能力,提高谐波分析精度....

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Published in电力系统保护与控制 Vol. 52; no. 5; pp. 105 - 115
Main Authors 张鸿博, 熊军华, 蔡晓峰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华北水利水电大学电气工程学院,河南 郑州 450045%河南工程学院机械工程学院,河南 郑州 451191 01.03.2024
Subjects
interpolation FFT
谐波分析
quantization error
量化误差
window function
插值FFT
过采样
窗函数
correction
harmonic analysis
校正
oversampling
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ISSN1674-3415
DOI10.19783/j.cnki.pspc.230832

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Summary:为提高谐波分析精度,分析了信号加窗引起的信噪比损失以及AD转换产生的量化误差,阐述了过采样技术提高信噪比的原理.在此基础上,提出了基于高倍过采样和加窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的谐波分析方法.该方法充分利用AD转换器的潜力,以尽量高的采样速率进行AD采样,同时通过均值滤波避免高倍过采样引起的采样数据量激增问题.详细研究了所提谐波分析方法对信号中谐波分量幅值和相位的影响,并给出了简洁实用的谐波幅值和相位校正方法.仿真表明,所提方法可在不增加系统成本的前提下改善加窗插值FFT的抗噪声能力,提高谐波分析精度.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.230832