相关快速傅立叶变换的电力谐波分析

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1、(电网DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．07．020基于快速傅立叶变换的电力谐波分析任先平，陈亮明(江汉大学物理与信息工程学院，湖北武汉430056)摘要：电力参数监测是电力系统中最基本的监测，对指导电力系统安全、经济和可靠运行起着关键的作用。对快速傅立叶变换(F盯)频谱分析的原理进行了详细地介绍，给出了F丌电网谐波分析过程，对交流电进行数据采样，将采样到的数据进行F丌变换，然后利用F胛计算的结果提取出来基波和谐波的信息计算谐波次数和谐波的有效值、谐波畸变率等参数。最后基于Mat—lab编写谐波仿真分析程序验证了其结论。关键词：电力谐波；快速傅立叶变换；频

2、谱分析中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)07—0070一O3P0werHarm0nicAnalysisBased0nFFTRENXian-ping，CHENLiang-ming(SchoolofPhysicsandInformationEngineering，JianghanUniversity，Wuhan430056，China)Abstract：Themeasurementofpowerparametersisoneofthemostbasicmeasurementsinpowersystemsandplaysakeyroleonrunning

3、powersystemsinsecurity．economyandreliability．FFTspectrumanalysismethodisdescribedandtheprocessofpowerharmoniesanalysisbasedonF丌isintroduced．Firsttosamplethealternatingcurrent，thesamplingdataarethenchangedwithFFrr，thecalculationsoftheharmonicandharmonicsvalidvalues，andharmonicdistortionrateforparam

4、etersaredonebyusingtheextractedinformationfromFFTr．FinallyaharmonicsanalysisprogrambasedonMatlabverifiedtheconclusion．Keywords：powerharmonic；FFT；spectrumanalysis0引言下极有可能损害变压器；谐波电流叠加在电容器理想电网提供的电压是单一而固定的频率以的基波上，使电容器电流变大，温度升高，引起及规定的电压幅值，但有许多用电设备如电焊电容器过负荷甚至爆炸，同时谐波还可能与电容机、可控硅设备等对电网造成冲击，会产生很多器一起在电网中造成谐波

5、谐振，使故障加剧；谐的谐波电流和谐波电压，给电网造成很大污染，波电流通过架空线路时产生有功功率损耗、集肤它将使用电设备所处的环境恶化，严重地影响电效应，使谐波电阻增加，由此引起附加线路损耗网的正常运行，各种电力电子装置的迅速普及使增大，降低用电效率。因此，必须对电力参数进得电网的谐波污染日益严重，由谐波引起的各种行实时监测并处理。目前检测谐波的方法很多，故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性已引比如基于模拟滤波器的检测、基于瞬时无功功率起人们的高度关注。谐波对电网系统的危害主要理论的谐波检测方法1、基于小波分析的方法等有以下几个方面n：谐波会引起电网谐振可能引起等，但是采用FFT频谱分析法

6、，方法简单，比较继电保护误动，从而导致误操作，诱发大面积停适合工程实际应用。电等重大事故，也可能使自动装置失灵，二次设1FFT频谱分析原理备频繁动作；谐波电流流经变压器将引起变压器若电网系统中的电压或电流信号记为xo(t)，绕组损耗增加，外壳及内部紧固件等局部过热，它可以分解为傅立叶级数：加速绝缘老化，从而缩短使用寿命，在谐振条件武汉市科技计划项目(编号：201051099415—12)收稿嗍叫卜盈——±量!叁!竺!坌塑皇的幅值的表达式[51为：。==n。+E(aCOSno)。t+b~sinnto￡)(1)I，’lA=l(功I(n=k=1，2，⋯，N／2—1)(3)其中，l』vI删，rto

7、+Ti。s出由式(3)可得各次谐波信号的有效值为：，1．1=半『㈣I(n=k=l，2，⋯，Ⅳ／2—1)bn=J．(c)si～。厶I』vI(4)将式(1)中的同频率的正弦和余弦合并可得进而求出各次谐波信号的含有率及谐波畸变o)=A，+EaCOS(／／J,O。+)率。2FFT电网谐波分析过程其中，谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其A。=A=n瓣，=arctan(去)。频率是基次谐波频率的整数倍。我国电力系统对电网信号。O