原创《凯塞窗四谱线插值FFT电力谐波分析方法》：本文是一篇关于凯塞论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
摘 要：针对在采用快速傅里叶变换分析电力谐波时,对信号非同步采样以及非整周期截断的情况下,会产生频谱泄露和栅栏效应,无法有效检测谐波的各参数值等问题,提出了加窗插值算法,能够提高计算精度抑制频谱泄露,Kaiser窗的频带内能量主要集中在主瓣中,拥有绝佳的旁瓣抑制性能,该算法充分利用峰值谱线频点最近的四条谱线进行加权运算提高运算精度,运用MATLAB多项式拟合推导出实用的插值修正公式.仿真结果表明,四谱线插值算法得到的21次谐波的幅值相对误差≤0.00001%,相位相对误差≤0.000001%,基波频率计算相对误差为6.2×10-11%,并且能够有效消除频谱泄露和栅栏效应的影响,计算精度更高.
关键词：谐波分析；Kaiser窗；四谱线插值；FFT
DOI：10.15938/j.jhust.2018.02.010
中图分类号： TM935
文献标志码： A
文章编号： 1007-2683（2018）02-0053-05
Abstract：When the Fast Fourier Transform （FFT）method is used to analyze the harmonics in a power network, the fast Fourier transform （FFT）can produce spectral leakage and fence effect under the situation of non-synchronized sampling and non-integral period truncation, which leads to a great error in the results of calculation. The window functions and interpolation algorithm can reduce spectral leakage and improve the accuracy of computation. By MATLAB data fitting, practical correction formulas corresponding to commonly used window functions are obtained by using weighted arithmetic of four pillars spectral line near the harmonic frequency point. The simulation and test results show that the relative errors of amplitude for 21 order harmonics are no more than 0.00001%, the relative errors of phrase collection for 21 order harmonics are no more than 0.000001%, and the relative errors of fundamental wave frequency are 6.2×10-11%. The algorithm can eliminate the influence of spectral leakage and fence effect effectively, improving the accuracy of harmonic analysis.
Keywords：harmonic analysis； Kaiser window； four-spectrum-line interpolation； FFT
0 引 言
在供配电网络中,存在着含有大量的非线性、冲击性负荷的电力电子设备,导致电网谐波污染越来越严重.为了维护电网的安全稳定运行,获得实时的电网质量参数,对谐波参数进行高精度的检测显得尤其重要.常用的谐波分析方法是快速傅里叶变换（FFT）,在非同步采样时会产生频谱泄露和栅栏效应,影响谐波分析的精度.采用性能良好的窗函数可以有效抑制频谱泄露,对频域信号进行插值运算可减少栅栏效应引起的误差[1-2].常用的窗函数有三角窗、Hanning窗[3]、Blackman-Harris窗[4]、Rife-Vincent窗[5]、Nuttall窗[6-7]等.在插值算法中,常用的有單谱线插值算法[8-9],双谱线插值算法[10-14],三次样条插值算法[15-16],三谱线插值算法等高精度插值算法[17-19].
传统的窗函数无法随意改变主旁瓣能量之间的比重,而Kaiser窗较为灵活[20].本文对Kaiser窗的频谱特性进行分析,在双谱线插值和三谱线插值的基础上,提出了基于Kaiser窗四谱线插值FFT的电力谐波分析方法,同时为了计算的方便快捷,运用MATLAB多项式拟合推导出实用的插值修正公式,并对本文提出的算法进行了验证.
1 Kaiser窗特性
Kaiser窗由零阶贝塞尔函数构成,可自由选择主瓣宽度和旁瓣高度之间的比重,频带内能量主要集中在主瓣中,其时域表达式为：
图1（a）、（b）给出了β等于[0,4,8,11]时Kaiser窗的时域和频域特性.由时域图形可见,当β等于0时,Kaiser窗变为矩形窗函数,其旁瓣渐进衰减速率为6dB/oct,当β等于8时,旁瓣峰值为-58.3dB,旁瓣渐进衰减速率为12dB/oct,随着β值的增大,旁瓣峰值继续下降,旁瓣渐进衰减速率增加.本文算法选择β等于20.
2 基于Kaiser窗的四谱线插值算法
3 仿真验证及结果分析
3.1 简单信号分析
凯塞论文参考资料：
结论：凯塞窗四谱线插值FFT电力谐波分析方法为关于对不知道怎么写凯塞论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文凯赛生物论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。
