基于Hermite插值的时变信号谐波测量研究

吴超凡，陈隆道

(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)

0 引言

准确的谐波分析是对电网进行有效控制和保护的前提，FFT 算法因为能快速地分析谐波参数而在电力系统的数字信号处理技术中被广泛使用，在同步采样的前提下，能够满足工程上实时测量的要求。但是当信号频率发生偏移时，应用传统的FFT 直接对电网信号进行检测时，将造成一定的误差。这是因为均匀采样频率和信号周期之间不再存在整数倍关系时，所截取的数据长度也不再是严格的整数倍信号周期。此时若直接对采样序列用FFT 算法来分析谐波将会发生比较严重的频谱泄漏现象，频谱和其他相关电参量的测量结果也随之存在很大的误差。此外，还有一种更为恶劣的情况，即待测信号是基波频率不断变化的非稳态周期信号，由于信号频率不仅仅发生了偏移，还处在振荡之中，这对谐波测量的实时性有很高的要求。以微网为例，随着化石燃料等常规资源的日渐枯竭以及人们对环境污染问题的进一步关注，环保、高效、灵活的微网成为了电力系统未来的一大发展方向［1-2］。但是当微网处于孤岛运行时，因为内部发电和负荷以及储能元件的不平衡和电力电子器件等非线性元件的大量使用，微网内部的谐波信号往往是实时变化的，具有随机性、分布性、非平稳性等特点，对其的控制和保护带来了很大的困难。因此，寻找一种能够准确测量一般电力网络信号且适用于微网等时变信号测量的谐波测量方法是很有必要的。……