為了快速、準確地檢測出微電網(wǎng)中的諧波/間諧波,以便采取措施對其治理,減小其危害,文中提出了一種改進S變換的諧波/間諧波檢測方法。該方法是在S變換的高斯窗函數(shù)中引入?yún)?shù)q,并對諧波/簡諧波的信號進行S變換,得到含參數(shù)q的時頻二維復(fù)矩陣,取其幅值矩陣中每一個時間采樣點最大幅值構(gòu)成信號隨頻率變化的最大頻譜幅值曲線,則曲線上峰值點的個數(shù)即為諧波種類數(shù),峰值點對應(yīng)的頻率即為諧波頻率。通過采用最小二乘法計算出實際值與理論值的最小誤差可確定參數(shù)q的最優(yōu)取值范圍,將該q值作為最終高斯窗指數(shù)中引入的q值即得到改進S變換。將改進S變換用于諧波、間諧波檢測,并與原始S變換的結(jié)果進行了比較,結(jié)果表明,改進S變換能夠準確獲取諧波/間諧波的幅頻信息,具有檢測精度高、適應(yīng)能力強、抗噪聲性能好等優(yōu)點。 

【文章來源】：廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016,41(06)北大核心

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【部分圖文】：

穩(wěn)態(tài)間諧波仿真結(jié)果

第6期龔仁喜等:一種改進S變換的微電網(wǎng)諧波/間諧波檢測方法表3是被測信號理論值與S變換、改進S變換檢測后的頻率、幅值比較。通過對比發(fā)現(xiàn)，改進后的S變換檢測誤差為零，能夠準確獲得所有頻率點的頻率和幅值。而S變換的檢測結(jié)果與理論值均有差別，不適合直接應(yīng)用在間諧波檢測中。表3間諧波檢測結(jié)果對比Tab.3Comparisonofdetectionresultsofinter-harmonics指標各頻率間諧波幅值/V基波25120230370520理論值311.171.6118.293.328.0118.2改進S變換311.171.6118.293.228.0118.2S變換311.671.6118.694.738.2123.84.2諧波信號仿真結(jié)果設(shè)諧波信號為:x(t)=A×槡2202sin(3ω0t)+B×槡2202sin(5ω0t)+D×槡2202sin(9ω0t)+E×槡2202sin(11ω0t)+C×槡2202sin(7ω0t)，(10)其中，A=0.6，B=0.5，C=0.4，D=0.3，E=0.2。圖2(a)和圖2(b)分別為改進S變換和S變換對諧波信號檢測后的幅頻曲線。由圖2(a)中可以清晰觀察到3、5、7、9、11次諧波，其對應(yīng)的峰值分別為186.7、155.6、124.5、93.3、62.2V，與理論幅值相同，而圖2(b)中的檢測結(jié)果中明顯看到只檢測到了3個頻率點。上述結(jié)果說明，改進的S變換對于諧波檢測的準確率很高。(a)改進S變換幅頻曲線(b)S變換幅頻曲線圖2穩(wěn)態(tài)諧波仿真結(jié)果Fig.2Simulationresultsforsteady-stateharmonic1843

廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)第41卷表4是原始S算法、改進S變換與實際輸入信號的頻率、幅值對比。從表4中可以看到，改進后的檢測誤差為零，準確獲得所有頻率點的頻率和幅值。表4諧波檢測結(jié)果對比Tab.4Comparisonofdetectionresultsofharmonic指標各頻率間諧波幅值/V150250350450550理論值186.7155.6124.593.362.2改進S變換186.7155.6124.593.362.2S變換186.7168.8174.1166.9120.44.3噪聲影響分析給式(9)中的穩(wěn)態(tài)間諧波信號中分別加入噪聲比為40、60dB的高斯白噪聲，則給出SNＲ為40dB的檢測波形，如圖3所示。圖4是三維幅度—時間—頻率曲線。從圖3中可以清晰觀察到信號的頻率分布。表5為理論值和兩種不同信噪比的誤差值，結(jié)果表明，信噪比越大，誤差越小，改進算法在噪聲環(huán)境中得到的波形與非噪聲環(huán)境下的結(jié)果相似，說明改進算法對于含噪聲的間諧波信號檢測具有明顯的抑制作用，保證了在噪聲情況下檢測的準確率。(a)含40dB噪聲的間諧波信號(b)含40dB噪聲的最大頻率幅值曲線圖3含噪聲的間諧波MST檢測Fig.3DetectionresultsobtainedbyMSTfortheinter-harmonicswithnoise1844

【參考文獻】：
期刊論文
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