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文档简介

1、 电气时代2006年第3期|47【电能质量专辑】这种窗函数的特点是:只要选取的观测时间是信号周期的整数倍,其频谱在各次整数倍谐波频率处幅值为零,因而各次谐波之间不会发生相互泄漏。即使信号频率作小范围波动,泄漏误差也较小,而且相比其他窗函数计算量较小。谐波分析时,首先对交流电压信号连续采集两个周波,每周波采集128点。为提高精度,使用新测量出的频率f 1设定采样频率后再连续采集两个周波信号,再计算一遍频率,得到更精确的信号频率f 2,以上也就是在频率测量中经常用到的自适应调整采样间隔测频。以新频率f 2设定采样频率,连续采集8个周波共1024点用于分析电网谐波。对1024点数字信号进行加窗FFT

2、 变换,计算出基波和各次谐波的实部和虚部,若第k 次谐波的实部和虚部分别为U r (k 和U 1(k ,则第k 次谐波电压的幅值和相位分别为U k =U r 2(k +U 12(k (2k =arctan U i (k / U r (k (3 通常用某次谐波幅值相对于基波幅值( U 1 的百分数来反 映该次谐波的含量U k % = U k / U 1 100%(4用总谐波畸变T H D 来反应总的谐波含量,其定义为 谐波分析算法的仿真对于测试仪器,首先关心的是其测量精度。下面通过比 较仿真信号各次谐波的理论值和实际测量值之间的误差来考 察其精度,图 2 显示了谐波分析算法对 50Hz 标准正弦

3、波信 号的仿真结果。 对仿真界面中的部分控件说明如下1标签为 “Source”的 3 个控件用于选择以离散形式产生 的信号波形,总共 1024点。3 个波形叠加后在图中显示。 2 “Amplitude”设置幅值。 “Frequency”设置周波数, 当设置为 8 时,每周波就是 128 点。由于计算时采样频率取 6400Hz,所以每周波128点就好比对50Hz 的信号进行采样。3当“谐波次数选择”设置为0时,显示基波、二三次谐波,当设置为1时显示四五六次谐波,以下类推。由于图2中仅仅“Source1”控件产生50Hz标准正弦波,所以高次谐波幅值理论上都为0,这和仿真结果完全吻合。图3中显示了对不同正弦叠加信号的谐波分析仿真。其中图3a、b 图显示的是50Hz 信号叠加高次谐波时的仿真,此时不存在采样不同步所引起的频谱泄漏,所以各次谐波的测量值和理论值十分吻合。图3c 显示的是49.5Hz 信号叠加高次谐波时的仿真,而计算时采样频率取6400Hz,从而存在频谱泄漏的影响。所以,尽管图3b、c 所叠加信号的幅值完全相同,但两者分析的精度却有差别。如前所述,由于在算法上采取了一系列减少频谱泄漏的措施,所以图3c 仿真误差仍然很小。图250Hz 标准正弦波信号的仿真结果图3不同频率正弦波信号线形组合的仿真结果(c49.5Hz信号

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