基于FFT的間諧波優(yōu)化檢測算法研究

荊雪君， 智澤英

(太原科技大學 電子信息工程學院，山西 太原 030024)

0 引 言

目前，各種新能源(風電和光伏發(fā)電等)、沖擊性負荷(高鐵等)和電動汽車快速發(fā)展，使得電網(wǎng)中諧波、間諧波成分不斷增加，進而降低了電能質(zhì)量[1]。基于此，研究間諧波檢測算法從而得到實時精確的數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)的進一步發(fā)展至關重要。

快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform)因其技術(shù)發(fā)展成熟、計算效率高[2]，在諧波檢測分析中有著廣泛的應用。然而間諧波成分的增加導致采樣無法同步，需采用加窗插值對FFT算法進行改進，但前提條件又稍顯苛刻，需在無噪聲的條件下才能保證參數(shù)的檢測精度[3]。小波閾值去噪法擁有低熵性、選基靈活性、去相關性和多分辨率等多種優(yōu)點[4]，適合分析突變和非平穩(wěn)信號。本文將小波閾值去噪算法進行改進，并組合性能良好的加窗插值FFT算法，給出一種新的優(yōu)化檢測方案，保證對電網(wǎng)諧波、間諧波幅頻參數(shù)的精確檢測。并通過MATLAB仿真平臺，對比了算法改進前后的去噪效果及檢測誤差，從而驗證本文算法的可行性。

1 算法原理

1.1 小波閾值去噪法

小波閾值去噪法的原理是依據(jù)信號和噪聲在小波域內(nèi)的能量分布的差別來實現(xiàn)信噪分離。含噪信號經(jīng)小波分解后，得到的小波系數(shù)幅值各不相同。通常信號的幅值比噪聲大，由此便可以通過設定一個閾值來決定不同信號的取舍以實現(xiàn)去噪。其過程如下所述：

圖1 小波分解示意圖

選定合理的小波基和分解層數(shù)。圖1為四層小波分解過程。……