基于汉宁窗的电力系统谐波分析

资 源 简 介

基于汉宁窗的电力系统谐波分析

详 情 说 明

电力系统谐波分析是保障电能质量的关键技术，其中快速傅里叶变换（FFT）因其计算效率成为主流方法。然而传统FFT在非同步采样时会出现频谱泄漏和栅栏效应，导致谐波参数（频率、幅值、相位）的检测精度大幅下降。

为解决这一问题，汉宁窗与插值算法的结合展现出显著优势。汉宁窗作为一种余弦窗函数，能有效抑制频谱泄漏，其主瓣较宽的代价可通过插值算法补偿。具体实现时，先对采样信号加汉宁窗进行FFT变换，再通过双谱线插值修正幅值和频率参数。相位校正则需结合窗函数特性进行额外补偿。

此外，巴特沃斯低通滤波器的引入进一步提升了抗干扰能力。该滤波器以其平坦的通带特性，可在保留基波和谐波成分的同时，有效滤除高频噪声对检测结果的干扰。

MATLAB仿真验证表明，该方法在含有5次、7次等典型谐波的测试信号中，幅值误差可控制在0.5%以内，频率误差小于0.01Hz。相比不加窗的FFT算法，其精度提升了一个数量级，且算法复杂度适中，适合嵌入式设备实现。这种改进为电能质量监测装置提供了更可靠的谐波分析方案。