[发明专利]一种基于Nuttall窗-五点变换FFT的介损测量新方法

权利要求书

1.一种基于Nuttall窗-五点变换FFT的介损测量新方法，其特征在于：先在时域内采用Nuttall窗对电压、电流信号进行截断；通过快速傅里叶算法求出电压、电流的相量序列；对求得的电压、电流的相量序列采用五点加权变换，再利用变换得到的新电压、电流的相量序列计算出基波电压、电流的相位角，从而得到介质损耗角。

2.根据权利要求1所述的基于Nuttall窗-五点变换FFT的介损测量新方法，其特征在于：包括以下具体计算步骤：

步骤S1：将含有谐波、噪声以及直流分量的电压信号u(t)和电流信号i(t)以采样频率f_s进行采样，得到离散时间信号：

u(n)=random(n)+ku+Σh=1HUhsin(2πhfnfs+δhu)---(1)]]>

i(n)=random(n)+ki+Σh=1HIhsin(2πhfnfs+δhi)---(2)]]>

其中random(n)为随机干扰，k_u和k_i为直流分量，H为谐波总次数，f为电压电流信号频率，δ_hu和δ_hi为电压电流信号初相角，U_h和I_h分别为第h次谐波的电压、电流幅值；

步骤S2：用Nuttall窗对公式(1)和(2)中的电压电流信号u(n)和i(n)进行截断得到新的信号序列：

u_w(n)＝w(n)u(n)(3)

i_w(n)＝w(n)i(n)(4)

其中，Nuttall窗w(n)的时域表达式为：

wn(n)=Σi=03(-1)iaicos2iπnN,n=0,1,...,N-1---(5)]]>

式中，a₀＝0.3635819,a₁＝0.4891775,a₂＝0.1365995,a₃＝0.0106411；

步骤S3：设U_w(n)、I_w(n)分别为电压电流信号u_w(n)和i_w(n)的FFT输出序列，则通过公式(6)对序列U_w(n)、I_w(n)进行五点加权变换得到新序列U_h5(n)、I_h5(n)：

X_h5(n)＝X_w(n)/4-[X_w(n-1)+X_w(n+1)]/6+[X_w(n-2)+X_w(n+2)]/24

(6)

其中，n＝1,2,…,N-1，N；

步骤S4：由步骤S3可以得到五点变换后的新的电压电流信号FFT输出序列U_h5(n)、I_h5(n)，则介质损耗角计算公式为；

δ=π/2-|arctan[real(Ih5(k))imag(Ih5(k))]-arctan[real(Uh5(k))imag(Uh5(k))]|---(7).]]>

3.根据权利要求2所述的基于Nuttall窗-五点变换FFT的介损测量新方法，其特征在于：步骤S3中当n＝1,2,N-1,N时，公式(6)中不存在的项用零代替。