基于余弦平頂窗的諧波相量測量

孫冬雪，王江波，姚國盛，李玉鴿

基于余弦平頂窗的諧波相量測量

孫冬雪，王江波，姚國盛，李玉鴿

(中國農業大學信息與電氣工程學院，北京 100083)

針對電力系統中帶外干擾、頻率偏移及其他動態情況下的諧波相量估計問題，提出了一種基于余弦平頂窗的諧波相量估計器。首先基于余弦窗頻域表達式，利用理想幅值響應和最小二乘法獲得平頂窗的窗系數。在此基礎上，為使得濾波器頻率響應在標稱諧波頻率下具有零增益，將所得窗函數與頻域采樣定理相結合，通過最小二乘法設計一組有限脈沖響應濾波器，用于估計諧波相量。然后，分析了余弦平頂窗和諧波相量測量濾波器的頻率響應。最后，采用穩態和動態條件下的不同信號模型對提出的諧波相量估計器進行了性能驗證。仿真結果表明，相對于基于Sinc插值函數和頻域采樣定理的兩種諧波相量估計器，所提方法有較強的帶外干擾抑制能力，在多種條件下能實現較高精度的諧波相量測量。

諧波相量測量；余弦平頂窗；最小二乘法；頻域采樣；綜合矢量誤差

0 引言

雙碳目標下新能源發電快速發展，非線性電力電子設備和元件在電網中的廣泛使用加重了電網諧波污染[1-5]。諧波頻率、幅值和相位等參數的實時、快速和準確的測量是諧波監測、評估和治理的基礎，為改善電網電能質量，保證電力系統安全穩定運行提供依據。同時，諧波的高精度測量是電網保護設備的數字算法實現、諧波潮流計算以及電力設備絕緣檢測等應用的前提和基礎[9-10]?！?br>