基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

doi:10.13438/j.cnki.jdzk.2023.06.004

吉首大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 20-27.DOI: 10.13438/j.cnki.jdzk.2023.06.004

基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

陈乾明，张志威，李明皓，汪旭明，雷可君

(吉首大学通信与电子工程学院，湖南吉首 416000）

出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-12-19
通讯作者: 雷可君(1979—)，女，湖南永州人，吉首大学通信与电子工程学院教授，博士，硕士生导师，主要从事智能电网及智能信号处理研究.
作者简介:陈乾明(1998—)，女，湖南娄底人，吉首大学通信与电子工程学院硕士研究生，主要从事信号检测与处理技术研究
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(62161012,61861019)；湖南省教育厅科学研究项目(21A0335)；国家级大学生创新创业训练项目(S201910531004,S202010531009,202110531029)；湖南省教学改革研究项目(2021JGSZ089,HNJG-2020-0562)

Harmonic and Inter-Harmonic Parameter Estimation Algorithm Based on MSLDSMC Window

CHEN Qianming,ZHANG Zhiwei,LI Minghao,WANG Xuming,LEI Kejun

(School of Communication and Electronic Engineering,Jishou University,Jishou 416000,Hunan China)

Online:2023-11-25 Published:2023-12-19

摘要/Abstract

摘要：快速傅里叶变换(FFT)方法在谐波检测过程中会出现频谱泄漏和栅栏效应，导致谐波与间谐波参数的检测精度不高.为了提高估计精度，利用最大旁瓣衰减窗(MSLD)进行乘积和卷积运算，构建出旁瓣性能优越的MSLD自乘-卷积窗(MSLDSMC)，并在此基础上设计了一种三谱线插值的高精度谐波与间谐波参数估计算法.在不同复杂场景下进行仿真实验，实验结果验证了基于MSLDSMC窗三谱线插值的谐波与间谐波参数估计算法检测的准确性.

关键词： 谐波分析, 最大旁瓣衰减自乘-自卷窗, 三谱线插值, 多项式拟合, 间谐波

Abstract: The fast Fourier transform (FFT) method may encounter spectral leakage and picket fence effect in harmonic detection,resulting in low accuracy in detecting harmonic and inter-harmonic parameters.To improve the detection accuracy,based on the maximum side lobe decay window (MSLD) with excellent sidelobe characteristics,we have constructe an MSLD self-multiplication-convolution window (MSLDSMC) by multiplication and convolution operations.On this basis we propos a high-precision estimation algorithm for harmonic and inter-harmonic parameters of three spectral line interpolation.Simulation experiments conducted in different complex scenarios verify the accuracy of harmonic and inter-harmonic parameter estimation algorithms based on MSLDSMC window three spectral line interpolation.

Key words: harmonic analysis, maximum side lobe decay self-multiplication-convolution window, three spectral line interpolation, polynomial fit, inter-harmonic

陈乾明, 张志威, 李明皓, 汪旭明, 雷可君. 基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2023, 44(6): 20-27.

CHEN Qianming, ZHANG Zhiwei, LI Minghao, WANG Xuming, LEI Kejun. Harmonic and Inter-Harmonic Parameter Estimation Algorithm Based on MSLDSMC Window[J]. Journal of Jishou University(Natural Sciences Edition), 2023, 44(6): 20-27.

参考文献

[1] 邵振国,许昊铂,肖颂勇.新能源电网中的谐波问题[J].电力系统保护与控制,2021,49(4):178-187.
[2] 周柯,涂春鸣,谢伟杰.宽频域谐波谐振劣化问题及其对谐波标准的影响分析[J].电工技术学报,2018,33(Sup. 2):567-576.
[3] 严静,邵振国.电能质量谐波监测与评估综述[J].电气技术,2020,21(7):1-7.
[4] 胡智宏,吕志斌,李少轩.基于瞬时无功功率理论谐波检测算法的优化[J].电工技术,2019(5):26-29.
[5] 肖勇,李博,尹家悦.基于小波变换和小波包变换的间谐波检测[J].智慧电力,2022,50(1):101-107;114.
[6] 欧阳瑾,王钢,曾德辉.基于全相位快速傅里叶变换和人工神经网络的电网谐波检测组合优化算法[J].广东电力,2021,34(3):98-105.
[7] 黄冬梅,唐志涛,张晋轩.基于FFT的电力谐波分析方法[J].电工技术,2022(20):213-216.
[8] 谭保华,张文宇,黄程旭.基于全相位FFT三谱线校正的电网谐波与间谐波检测算法[J].华中师范大学学报(自然科学版),2021,55(6):1044-1050.
[9] 陈砚圃,杨蕾,张介秋.基于组合余弦窗加权的高精度电力谐波分析[J].高压电器,2021,57(8):127-135.
[10] 王娟,张尔东,于广艳.基于加窗FFT和HWT算法的谐波检测系统设计[J].电测与仪表,2021,58(7):189-194.
[11] 陈将宏,曾天昆.新型窗函数四谱线插值的谐波分析方法[J].电力学报,2020,35(2):99-106.
[12] 刘冬梅,杨重良,何怡刚.基于Rife-Vincent自卷积窗三谱线插值FFT电力谐波分析[J].电子测量与仪器学报,2016,30(9):1351-1360.
[13] 张俊敏,刘开培,汪立.基于主瓣宽度多谱线插值的高精度快速谐波分析算法[J].电工技术学报,2018,33(Sup. 1):121-128.
[14] 刘涛,庄双勇,陈晓伟.基于四阶Hanning自乘窗FFT三峰插值的电能计量新算法[J].电测与仪表,2017,54(21):1-6;41.
[15] 李宁,迟长春,郭振涛.基于新型余弦组合窗相位差校正的介损角测量算法[J].上海电机学院学报,2022,25(5):277-281;298.
[16] 王永强,谢军,律方成.基于Blackman自卷积窗及三谱线插值修正的介质损失角计算方法[J].电力自动化设备,2015,35(6):143-148.
[17] 张志威,彭昊,谭宇豪.改进Rife-Vincent(Ⅰ)窗的FFT介质损耗角测量[J].吉首大学学报(自然科学版),2022,43(3):44-47.
[18] 张超,邱衍江,王维庆.基于余弦自卷积窗的高精度介质损耗角测量算法[J].广东电力,2020,33(1):109-117.
[19] 李明皓,汪旭明,张志威.基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波参数估计[J].吉首大学学报(自然科学版),2022,43(3):38-43.
[20] 张强,王海云,王维庆.一种新型组合优化谐波分析方法研究[J].电力系统保护与控制,2020,48(10):156-163.
[21] 汪旭明,田堃,雷可君.基于Blackman窗六谱线插值FFT谐波分析方法[J].实验室研究与探索 ,2020,39(6):22-26.
[22] 杨喜,汪旭明,陈炳权.基于谱序列变换的高精度谐波参数估计算法[J].中南大学学报(自然科学版),2020,51(9):2504-2513.
[23] 汪旭明.基于快速傅里叶变换的高精度谐波参数估计方法的研究[D].吉首：吉首大学,2020.31.
[24] 黄深喜,樊晓平,刘少强.用于谐波分析的最大旁瓣衰落速度优化组合余弦窗函数[J].信息与控制,2010,39(4):435-440.

基于MSLDSMC窗的谐波与间谐波参数估计算法

Harmonic and Inter-Harmonic Parameter Estimation Algorithm Based on MSLDSMC Window

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 3

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李明皓, 汪旭明, 张志威, 谭宇豪, 雷可君. 基于经典余弦窗三谱线插值FFT的谐波参数估计[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2022, 43(3): 38-43.
[2]	帅国祥, 汪旭明, 张志威, 彭昊. 基于高阶矩形卷积窗的多频信号参数估计[J]. 吉首大学学报（自然科学版）, 2021, 42(4): 55-58.
[3]	范强, 彭宏. 一种新的多项式拟合时间序列预测方法[J]. journal6, 2006, 27(3): 19-22.