本文選題：間諧波　切入點(diǎn)：加窗插值算法　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著電力電子設(shè)備的大量使用和沖擊性負(fù)荷的增多,電力系統(tǒng)中間諧波的含量越來越大。除了具有整數(shù)次諧波的危害外,間諧波還會造成電壓閃變及零點(diǎn)偏移等問題,給電能質(zhì)量帶來了嚴(yán)重影響,威脅著電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,因此治理間諧波問題迫在眉睫。只有準(zhǔn)確檢測出間諧波參數(shù),分析出間諧波信號,才能對其進(jìn)行抑制和治理,進(jìn)而改善供電環(huán)境,確保供電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文首先分析了傅里葉變換的理論和基本形式,FFT因?yàn)樗惴ê唵斡?jì)算量小是檢測諧波間諧波的常用方法。但當(dāng)采樣不同步時(shí),FFT分析會出現(xiàn)頻譜泄露、柵欄效應(yīng)等問題,致使檢測誤差增大。針對這些問題,學(xué)者們提出了使用加窗插值算法來提高檢測精度。但是,由于受到頻率分辨率的限制,對于檢測頻率相近信號,加窗插值并不適用。然后,文章提出了使用原子分解算法對諧波間諧波信號進(jìn)行檢測。原子分解的兩大核心問題是如何構(gòu)建原子庫和如何尋找最佳匹配原子,針對稀疏分解中常用的Gabor原子與間諧波的信號特征匹配度不高,提出了使用正弦量原子構(gòu)建過完備原子庫;由于使用匹配追蹤算法尋找最佳原子時(shí),計(jì)算量很大,對此對離散參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以減少計(jì)算量。經(jīng)過改進(jìn)和優(yōu)化,使得原子分解算法能很好適用于諧波間諧分析檢測中,為本文算法奠定了理論基礎(chǔ)。最后綜合加窗插值和原子分解兩種算法的優(yōu)勢,揚(yáng)長避短,提出了混合算法,并對算法的實(shí)現(xiàn)步驟進(jìn)行了詳細(xì)闡述。對用Hanning窗截?cái)嗟男盘栠M(jìn)行FFT分析,求得真實(shí)頻譜附近的三條譜線幅值;利用譜線干涉判據(jù)判斷否存在譜線干涉;根據(jù)判斷結(jié)果選擇檢測間諧波的算法。仿真表明該算法既減小了原子分解算法的計(jì)算量,又彌補(bǔ)了加窗插值分辨率的不足,即當(dāng)諧波間諧波的頻率間隔很近時(shí),該算法也能獲取間諧波參數(shù)。
[Abstract]:In recent years, with the large use of power electronic equipment and the increase of impact load, the content of intermediate harmonics in power system is increasing.In addition to the harm of integer harmonics, interharmonics will also cause voltage flicker and zero offset, which will seriously affect the power quality and threaten the safe and economic operation of power system, so it is urgent to solve the problem of inter-harmonic.Only by accurately detecting interharmonic parameters and analyzing interharmonic signals can it be suppressed and treated and the power supply environment can be improved to ensure the normal operation of power supply equipment.This paper first analyzes the theory and basic form of Fourier transform (FFT) because the simple calculation of the algorithm is a common method for detecting harmonics between harmonics.But when the sampling is out of sync, the spectrum leakage and fence effect will appear in FFT analysis, which will cause the detection error to increase.To solve these problems, scholars proposed a windowed interpolation algorithm to improve the detection accuracy.However, due to the limitation of frequency resolution, windowed interpolation is not suitable for detecting similar frequency signals.Then, an atomic decomposition algorithm is proposed to detect the harmonic signal between harmonics.The two core problems of atomic decomposition are how to construct atomic library and how to find the best matching atom. The signal characteristic matching degree between Gabor atom and interharmonic is not high in sparse decomposition.The over complete atomic library is constructed by using sinusoidal atom, and the discrete parameters are optimized in order to reduce the amount of computation because the matching tracing algorithm is used to find the best atom.Through the improvement and optimization, the atomic decomposition algorithm can be well applied to harmonic analysis and detection, which lays a theoretical foundation for the algorithm in this paper.Finally, combining the advantages of windowed interpolation and atomic decomposition, a hybrid algorithm is proposed, and the implementation steps of the algorithm are described in detail.Based on the FFT analysis of the signal truncated by the Hanning window, the amplitude of three spectral lines near the true spectrum is obtained; the spectral line interference criterion is used to judge whether there is spectral interference; and the algorithm for detecting interharmonic is selected according to the result of the judgment.Simulation results show that the algorithm not only reduces the computational complexity of the atomic decomposition algorithm, but also makes up for the lack of windowed interpolation resolution, that is, when the frequency interval between harmonics is very close, the algorithm can also obtain the inter-harmonic parameters.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM935

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本文編號：1694186