一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其包括如下步驟：步驟101：分析確定電信號(hào)x(t)中的間諧波的次數(shù)和個(gè)數(shù)；步驟102：計(jì)算所述電信號(hào)x(t)中基波周期T0和基波角頻率ω0；步驟103：將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的間諧波轉(zhuǎn)換為以T0為基波周期、ω0為基波角頻率的整數(shù)次諧波；步驟104：將傅立葉積分中的計(jì)算系數(shù)事先存貯；步驟105：計(jì)算以T0為基波周期、以ω0為基波角頻率的各次諧波的幅值和相角；步驟106：計(jì)算以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波、間諧波的幅值和相角。利用本發(fā)明的技術(shù)方案，能降低間諧波計(jì)算的復(fù)雜程度、提高諧波的計(jì)算精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種電信號(hào)頻譜分析中計(jì)算諧波和間諧波的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]信號(hào)處理，是對(duì)信號(hào)進(jìn)行提取、變換、分析、綜合等處理過(guò)程的統(tǒng)稱(chēng)，通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理，可以從中抽取出有用的信息。
[0003]目前應(yīng)用最廣泛的信號(hào)處理是對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理。電信號(hào)中通常包含基波、諧波和間諧波等分量，這些不同分量具有不同的幅值、頻率和初始相位。不同的分量攜帶著不同的信息，通過(guò)對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行處理，提取出不同的分量，即可獲得相應(yīng)的信息。近年來(lái)，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通和家庭中的應(yīng)用日益廣泛，諧波、間諧波造成的危害日益嚴(yán)重。諧波、間諧波的測(cè)量是波形畸變分析、諧波源分析、電網(wǎng)諧波潮流計(jì)算、諧波補(bǔ)償和抑制的基礎(chǔ)。
[0004]現(xiàn)有的計(jì)算電信號(hào)諧波、間諧波分量的方法，包括快速傅立葉變換法(FFT法)、小波變換法、最小二乘法、Proby方法、支持向量機(jī)等方法。Proby方法對(duì)噪聲比較敏感，小波變換由于高頻部分頻帶較寬，難以檢測(cè)頻率相近的兩個(gè)頻率分量，最小二乘法和支持向量機(jī)都是基于曲線(xiàn)擬合的方法，因此其測(cè)量精度對(duì)于模型依賴(lài)性很強(qiáng)?？焖俑盗⑷~變換是諧波檢測(cè)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。當(dāng)采樣不同步時(shí)，快速傅立葉變換存在頻譜泄漏現(xiàn)象，導(dǎo)致諧波檢測(cè)精度降低。目前主要采用加窗和插值來(lái)提高非同步采樣時(shí)的諧波檢測(cè)精度。由于快速傅立葉變換本身存在柵欄效應(yīng)，無(wú)法檢測(cè)間諧波，且由于間諧波的存在，還導(dǎo)致諧波檢測(cè)精度的降低。
[0005]因此，如何將上述問(wèn)題加以解決，而研發(fā)出一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，能降低諧波、間諧波檢測(cè)的復(fù)雜程度。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其包括如下步驟:
[0008]步驟101:分析確定電信號(hào)x(t)中的間諧波的次數(shù)和個(gè)數(shù)；
[0009]步驟102:計(jì)算所述電信號(hào)X (t)中基波周期Ttl和基波角頻率Otl ；
[0010]步驟103:將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的間諧波轉(zhuǎn)換為以Ttl為基波周期、Qci為基波角頻率的整數(shù)次諧波；
[0011]步驟104:將傅立葉積分中的計(jì)算系數(shù)事先存貯；
[0012]步驟105:計(jì)算以Ttl為基波周期、以Qci為基波角頻率的各次諧波的幅值和相角；
[0013]步驟106:計(jì)算以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波、間諧波的幅值和相角。
[0014]其中，在步驟101中，是對(duì)具體的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定應(yīng)用系統(tǒng)中電信號(hào)X (t)中可能存在的間諧波的次
【權(quán)利要求】
1.一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，其包括如下步驟: 步驟101:分析確定電信號(hào)X(t)中的間諧波的次數(shù)和個(gè)數(shù)； 步驟102:計(jì)算所述電信號(hào)x(t)中基波周期Ttl和基波角頻率COtl; 步驟103:將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的間諧波轉(zhuǎn)換為以Ttl為基波周期、Oci為基波角頻率的整數(shù)次諧波； 步驟104:將傅立葉積分中的計(jì)算系數(shù)事先存貯； 步驟105:計(jì)算以Ttl為基波周期、以O(shè)tl為基波角頻率的各次諧波的幅值和相角； 步驟106:計(jì)算以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波、間諧波的幅值和相角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟101中，是對(duì)具體的應(yīng)用芊統(tǒng)進(jìn)行分析，確定應(yīng)用系統(tǒng)中電信號(hào)x(t)中可能存在的間諧波 Pi PiPi的次數(shù)；^Ti以及間諧波的個(gè)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟102中，計(jì)算所述電信號(hào)x(t)的基波周期Ttl和基波角頻率％的方法為Aci = CT Wtl= ω/C，其中，T為所述電信號(hào)的虛基波周期，ω為所述電信號(hào)的虛基波角頻率；C為q1、q2、…、

%的最小公倍數(shù)，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟103中，將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的基波轉(zhuǎn)換為以Ttl為基波周期、為基波角頻率的C次諧波；將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的h次諧波轉(zhuǎn)換為以Ttl為基波周期、Otl為基波角頻率的hC次諧波；將以時(shí)間T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的f次間諧波轉(zhuǎn)換為以Ttl為基波周期、Oci為基波角頻率的km次諧波；整數(shù)km 的計(jì)算為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟104中，計(jì)算基波的傅立葉積分計(jì)算系數(shù)與計(jì)算其它的第η次諧波的傅立葉積分計(jì)算系數(shù)共用同一張表格；計(jì)算基波的傅立葉積分計(jì)算系數(shù)在表格中從第一個(gè)數(shù)開(kāi)始依次取值；計(jì)算第η次諧波的傅立葉積分計(jì)算系數(shù)在表格中從第一個(gè)數(shù)開(kāi)始，每間隔η個(gè)數(shù)來(lái)回取值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟104中，將參數(shù)C和傅立葉計(jì)算系數(shù)事先計(jì)算好后作為常數(shù)存貯，在同一工程應(yīng)用中以后每次進(jìn)行諧波、間諧波計(jì)算時(shí)直接取出參數(shù)C和傅立葉計(jì)算系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，所述電信號(hào)為包含諧波和間諧波的周期信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟105中，以Ttl為基波周期、以Qci為基波角頻率的各次諧波的幅值和相角的計(jì)算方法為:實(shí) 上述兩個(gè)公式的離散化實(shí)現(xiàn)形式為:實(shí)部況
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，在步驟106中，計(jì)算以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波、間諧波的幅值和相角是將以Ttl為基波周期、Qci為基波角頻率的諧波次數(shù)除以C轉(zhuǎn)換為以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波和間諧波的次數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種計(jì)算電信號(hào)諧波和間諧波的方法，其特征在于，將以Ttl為基波周期、Qci為基波角頻率的諧波次數(shù)除以C轉(zhuǎn)換為以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的諧波和間諧波的次數(shù)的轉(zhuǎn)換方法為:將以Ttl為基波周期、Oci為基波角頻率的C次諧波的次數(shù)C除以C后得到1，即將以Ttl為基波周期、Oci為基波角頻率的C次諧波轉(zhuǎn)換為以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的基波；將以Ttl為基波周期、Otl為基波角頻率的η次諧波的次數(shù)η除以C后，如果η除以C為整數(shù)，設(shè)這個(gè)整數(shù)為h，則將以Ttl為基波周期、為基波角頻率的η次諧波轉(zhuǎn)換為以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的h次諧波；如果η除以C為分?jǐn)?shù)，設(shè)這個(gè)分?jǐn)?shù)為則將以Ttl為基波周期、Oci為基波角頻率的η次諧波轉(zhuǎn)

換為以T為虛基波周期、ω為虛基波角頻率的^次間諧波。
【文檔編號(hào)】G01R23/16GK103543331SQ201310511810
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】佟曉白, 黃世年, 金顯吉 申請(qǐng)人:佟曉白