【摘要】：隨著非線性負荷和電力電子設備的普及與使用,電網被諧波污染的程度不斷增加,而準確地諧波分析與諧波電能計量在減小諧波影響的研究工作中顯得尤為重要。諧波參數的準確檢測與分析是研究諧波問題的前提,而諧波參數分析的準確性為諧波電能的高準確度計量提供了科學依據。諧波參數分析最普遍的方法是FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里葉變換),但其受頻譜泄漏和柵欄效應的影響較為嚴重,使得諧波參數分析的準確度相對較低。由于諧波信號具有不確定性等因素,如出現間諧波等,也會對準確地諧波分析結果產生很大的影響。因此,本文提出基于ZFFT(Zoom-FFT,復調制細化法)加窗多譜線插值的諧波分析方法,并結合Budeanu功率分解原理完成諧波的電能計量。并與傳統(tǒng)FFT諧波分析方法進行仿真對比驗證,仿真結果表明本文算法更具有準確性和優(yōu)越性。主要研究內容包括以下幾個方面:(1)分析基于加窗多譜線插值法的諧波分析及應用研究的背景和意義,并介紹其發(fā)展現狀。研究傅里葉變換理論,分析其存在問題的原因及現象,并提出相應的解決辦法。通過這些闡述與分析為后續(xù)理論研究奠定基礎。(2)分析典型窗函數及其頻域特性,研究窗函數的選取標準。將窗函數作時域卷積和改變窗函數系數法進行結合,提出新型梯形自卷積窗函數,并分析其頻域特性。研究并構建基于2階梯形自卷積窗四譜線插值的諧波分析方法,推導并建立諧波參數的修正公式。分析傳統(tǒng)復調制細化法原理,提出并建立基于復解析帶通濾波器的復調制細化分析方法。(3)研究電能計量的基本理論,分析諧波對電能計量的影響及電能計量誤差產生的原因。根據Budeanu功率分解原理,結合基于ZFFT加2階梯形自卷積窗四譜線插值法分析出的諧波參數進行諧波電能計量。(4)通過采用直接FFT法、加梯形窗四譜線插值法、加2階梯形自卷積窗四譜線插值法、基于ZFFT加2階梯形自卷積窗四譜線插值法進行對比分析,以驗證本文提出方法的準確性與可行性。
[Abstract]:With the popularization and use of nonlinear load and power electronic equipment, the degree of harmonic pollution in power grid is increasing, and accurate harmonic analysis and harmonic energy measurement are particularly important in the research work of reducing harmonic influence. The accurate detection and analysis of harmonic parameters is the prerequisite for the study of harmonic problems, and the accuracy of harmonic parameter analysis provides a scientific basis for the high accuracy measurement of harmonic energy. The most common method of harmonic parameter analysis is FFT (Fast Fourier Transform, fast Fourier transform (FFT), but it is seriously affected by spectrum leakage and fence effect, which makes the accuracy of harmonic parameter analysis relatively low. Due to the uncertainty of harmonic signal, such as the occurrence of interharmonic and so on, it will also have a great influence on the accurate harmonic analysis results. Therefore, this paper proposes a harmonic analysis method based on ZFFT (Zoom-FFT, complex Modulation thinning method) windowed multi-spectral line interpolation, and combines the Budeanu power decomposition principle to complete the harmonic energy metering. The simulation results show that the proposed algorithm is more accurate and superior than the traditional FFT harmonic analysis method. The main research contents include the following aspects: (1) the background and significance of harmonic analysis and application based on windowed multi-spectral line interpolation method are analyzed, and its development status is introduced. The Fourier transform theory is studied, the causes and phenomena of its existing problems are analyzed, and the corresponding solutions are put forward. Through these explanations and analysis, it lays a foundation for the following theoretical research. (2) the typical window function and its frequency domain characteristics are analyzed, and the selection criteria of window function are studied. Combining the window function with the method of changing the window function coefficient in time domain, a new ladder self-convolution window function is proposed, and its frequency domain characteristics are analyzed. The harmonic analysis method based on two-step self-convolution window four-spectral line interpolation is studied and constructed, and the correction formula of harmonic parameters is derived and established. The principle of traditional complex modulation refinement method is analyzed, and a complex modulation refinement analysis method based on complex analytical band-pass filter is proposed and established. (3) the basic theory of electric energy metering is studied. The influence of harmonics on electric energy metering and the causes of electric energy metering error are analyzed. According to the principle of Budeanu power decomposition, the harmonic parameters analyzed by ZFFT and 2-step self-convolution window four-spectral line interpolation method are used to measure harmonic energy. (4) by using direct FFT method and ladder window four-spectral line interpolation method, The four-spectral line interpolation method of 2-step self-convolution window is added, and the four-spectrum interpolation method of 2-step self-convolution window is compared and analyzed based on ZFFT and 2-step self-convolution window four-spectrum interpolation method to verify the accuracy and feasibility of the proposed method.
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM711

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本文編號：2490862