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专利号: 2018104115267
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:通过电子式互感器获取电力系统离散信号x(n),其中n=0,1,2,...,N-1,N为采样长度,将其与等长度的高阶汉宁自卷积窗w(n)相乘,并对结果进行离散傅里叶变换(DFT),得到信号频谱信息;

步骤2:根据步骤1中所得信号频谱信息,找到频谱中各峰值处的最大、次大谱线,以单个峰值处的谱线为例,将最大、次大谱线从左至右记为W(k1)、W(k2),k1、k2为其对应频率;

步骤3:将W(k1)、W(k2)之比记为α,采用改进插值算法构造δ与α之间的关系式,并通过离散卷积定理将该式化简,进而求解出偏差量δ的值;

步骤4:根据步骤3获得的偏差量δ,求解各次谐波的幅值、频率和相角。

2.根据权利要求1所述基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于:高阶汉宁自卷积窗构造流程如下:其中:

p为阶数,其值一般取4、8、16;

符号conv表示卷积;其后&0符号表示完成卷积后,在信号末尾补充一个零点;

符号hann表示单个汉宁窗,括号内参数为其长度。

3.根据权利要求1所述基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于:α为频谱峰值处最大、次大谱线之比,且偏差量δ与之关系由改进的插值公式建立,该公式经离散卷积定理处理后,可整理为:其中,W′(·)为单个汉宁窗的离散傅里叶变换。

4.根据权利要求1所述基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于:所述离散傅里叶变换(DFT)的具体变换公式须按照卷积窗的阶数拟定,以8阶窗为例,相应的DFT变换公式为:所述改进插值公式为:

其中,W′(·)为单个汉宁窗的离散傅里叶变换。

5.根据权利要求4所述基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于:8阶汉宁自卷积窗为w(n)=[(h*h)*(h*h)]*[(h*h)*(h*h)];

其中,每个h表示长度为N/8的单个汉宁窗;符号*表示表示卷积,每次卷积完成后,须在卷积结果末尾增补一个零点;

所述根据偏差量δ求解谐波幅值的公式为Az=2|W(k1)|/W′8(-δ);

其中,Az为第z次谐波的幅值;

所述根据偏差量δ求解谐波频率的公式为fz=8(k1+δ)Fs/N;

其中,fz为第z次谐波的频率,Fs为系统的采样频率;

所述根据偏差量δ求解谐波相角的公式为

其中, 为第z次谐波的相角,arg[·]符号表示括号中内容的角度。

6.如权利要求1-5所述任意一基于高阶汉宁自卷积窗及改进插值算法的谐波检测方法,其特征在于:电力系统离散信号为电流谐波信号、或者电压谐波信号。