一種頻率自適應的滑窗dft諧波檢測方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字信號處理
技術領域：
，更為具體地講，涉及一種頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法。【
背景技術：
】[0002]隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，越來越多的大功率開關器件應用到電力電子設備中，以及非線性負載在電網(wǎng)上的廣泛應用，其產(chǎn)生的大量無功電流和諧波電流對電網(wǎng)造成了嚴重污染。為了保證電網(wǎng)的安全可靠運行，保證較高的電能質(zhì)量，對電網(wǎng)進行高效的諧波抑制顯得尤為重要。[0003]目前，關于電力系統(tǒng)中諧波檢測方法大體可分為基于頻域的檢測方法和基于時域的檢測方法兩大類?；陬l域的檢測方法以傅里葉變換為基礎，包括快速傅里葉變換法(FFT)、離散傅里葉變換法（DFT)和迭代傅里葉變換方法（RDFT)?；诟道锶~變換的諧波檢測方法可以實現(xiàn)諧波分次檢測，使用方便，但存在一個周期的固有延時，實時性較差；迭代傅里葉變換法，動態(tài)響應速度方面則優(yōu)于傅里葉變換法，但對于每次諧波分量的檢測需要為其額外增加存儲空間?；跁r域諧波檢測方法，包括基于時域瞬時無功功率理論（P_q)檢測方法、基于基波同步旋轉(zhuǎn)變換（d_q)檢測方法、基于諧波同步旋轉(zhuǎn)變換檢測方法?；跁r域的諧波檢測方法屬于實時檢測方法，一般動態(tài)響應速度快，但存在分次諧波檢測和計算量大的矛盾。【
發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法，解決了電網(wǎng)頻率波動時有源電力濾波器（APF)對實時諧波指令提取的難題，同時還能準確、快速的檢測各次諧波分量，以保證APF的實時補償效果。[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：[0006](1)、在固定采樣周期1；下，采集電網(wǎng)電壓信號，通過數(shù)字鎖相環(huán)技術，同步電網(wǎng)電壓相位0k及頻率fk;[0007](2)、根據(jù)步驟（1)所述的電網(wǎng)電壓頻率fk，確定第k次采樣的迭代窗口的大小Nk;【主權項】1.一種頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)、在固定采樣周期1；下，采集電網(wǎng)電壓信號，通過數(shù)字鎖相環(huán)技術，同步電網(wǎng)電壓相位Gk及頻率fk;(2)、根據(jù)步驟（1)所述的電網(wǎng)電壓頻率fk，確定第k次采樣的迭代窗口的大小Nk;其中，符號□表示取整，f〇為電網(wǎng)電壓理論頻率50Hz，Ntl為工頻時迭代窗口大?。?3)、采集負載電電流信號x(t)，再通過頻率自適應的滑窗迭代方法對負載電流信號X(t)進行DFT正變換，分別得到負載電流的第h次諧波的X軸分量Ahx(k)與y軸分量Ahy(k);Ahx(k)=Ahx(k-1)+Ahxin-Ahxout(2)Ahy(k)=Ahy(k-1)+Ahyin-Ahyout(3)其中，Αωη、\^分別為當前進窗量、出窗量的周期平均值的x軸分量，Ahyin、Ahytjut分別為當前進窗量、出窗量的周期平均值的y軸分量；(4)、根據(jù)步驟（1)所述的電網(wǎng)電壓相位0k與步驟（3)所述的X軸分量Ahx(k)與y軸分量Ahy(k)，計算第k拍時的第h次諧波指令xh(k);xh(k)=AhxQO·cos(h·Θk)+Ahy(k)·sin(h·Θk)(4)(5)、將步驟（4)中得到的h次諧波指令信號xh(k)進行累加得到第k拍的總諧波指令X'（k);2.根據(jù)權利要求1所述的頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法，其特征在于，所述的步驟（2)中，進窗量和出窗量的周期平均值的計算方法為：(2.1)、根據(jù)最小電網(wǎng)電壓頻率fmin確定迭代窗口大小Nmax;fmin=min{fk}(7)其中，min{}表不取最小運算；(2.2)、在負載電流的每相電流中設置三個大小為Nmax的數(shù)組，即X[Nmax]、Table[NmJ、table[Nmax]，分別儲存迭代窗口內(nèi)負載電流信號采樣值的幅值X(k)、幅值相對應的相位Θk、及對應迭代窗口大小Nk;(2.3)、設置迭代計數(shù)變量n，其初始值為0,當其累加到（Nmax-I)后置0;設置變量p，變量P表示迭代窗口內(nèi)末尾數(shù)據(jù)在數(shù)組X[NmaJ、Table[NmJ、table[NmJ中的位置；(2.4)、根據(jù)步驟（2.3)所述的迭代計數(shù)變量n，以及第k-Ι拍的迭代窗口大小Nk，計算出第k-Ι拍的變量p的值；(2.5)、根據(jù)第k拍的迭代窗口大小Nk和第k-1拍的迭代窗口大小Nη，分別計算出第k拍滑入迭代窗口的數(shù)據(jù)個數(shù)Iii以及滑出迭代窗口的數(shù)據(jù)個數(shù)η。；(2.6)、根據(jù)步驟（2.5)計算的第k拍滑入和滑出迭代窗口的數(shù)據(jù)個數(shù)叫和，以及步驟(2.4)中的不同大小的變量p，按照以下公式，分別計算出-其中，Pl為滑入窗口的數(shù)據(jù)在迭代數(shù)組中的位置；其中，P2為滑出窗口的數(shù)據(jù)在迭代數(shù)組中的位置?！緦＠勘景l(fā)明公開了一種頻率自適應的滑窗DFT諧波檢測方法，首先采集電網(wǎng)電壓信號，再利用數(shù)字鎖相環(huán)技術同步電網(wǎng)電壓相位及頻率；接著采樣負載電流信號并通過頻率自適應的滑窗迭代方法對采集的負載電流信號x(t)進行DFT正變換，分別得到各次諧波的x軸和y軸分量，進而計算出第h次諧波的指令信號，最后累加各次諧波指令得到總諧波指令。本發(fā)明解決了電網(wǎng)電壓頻率波動時，有源電力濾波器實時諧波指令提取的難題，同時還能準確、快速的進行單次諧波指令提取，以保證有源電力濾波器的實時補償效果?！綢PC分類】G01R23-16【公開號】CN104833853【申請?zhí)枴緾N201510245470【發(fā)明人】謝川,李凱,鄭宏,鄒見效,徐紅兵,楊磊【申請人】電子科技大學【公開日】2015年8月12日【申請日】2015年5月14日