[发明专利]一种高次谐波的测量方法及装置

说明书

本申请提供一种高次谐波的测量方法及装置。所述方法包括：对采样后的待测量高次谐波信号时域加窗函数并进行快速离散傅里叶变换后，与相同窗函数的连续傅里叶变换做卷积运算，确定卷积运算结果值最大的最大信号点，将最大信号点的频率确定为待测量高次谐波信号的频率，根据待测量高次谐波信号的频率，以及预设的频率与幅值、相位之间的换算关系，确定待测量高次谐波信号的幅值和待测量高次谐波信号的相位。如此，本申请实施例在待测量高次谐波信号的频率点处抵消了时域加窗后的相位延迟并使得卷积达到极值，整个计算过程不需要求解超越方程，也不涉及多项式拟合，仅仅需要做代数运算，计算量较小且计算难度不高，具有较高的实用价值。

技术领域

本申请涉及电能质量技术领域，特别涉及一种高次谐波的测量方法及装置。

背景技术

随着各类非线性负载装置在电力系统中的广泛应用，高次谐波污染问题日益加剧。高次谐波会缩短电力系统中相关设备的使用寿命，增加电力线路的能耗，同时也会干扰附近通信设备和线路，严重影响电能质量，因此对高次谐波进行准确地检测和分析有着重要的意义。

目前，高次谐波的测量过程中通常会出现频谱泄露。为了降低频谱泄露对高次谐波测量精度的影响，现有技术一般会采用时域加窗函数方法降低频谱泄露，并在此基础上采用谱插值的方法对高次谐波进行测量，但是，谱插值方法通常采用多项式插值拟合，随着计算所需的谱线的增多，计算量也会增大，同时该方法还涉及到求解超越方程，计算难度较高。

基于此，目前亟需一种高次谐波的测量方法，用于解决现有技术中测量高次谐波计算量较大且计算难度较高的问题。

发明内容

本申请提供了一种高次谐波的测量方法及装置，可用于解决现有技术中测量高次谐波计算量较大且计算难度较高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种高次谐波的测量方法，所述方法包括：

获取待测量高次谐波信号；

按预设频率对所述待测量高次谐波信号进行采样，得到多个采样后的信号点；

采用预设窗函数分别对所述多个信号点进行处理，得到多个处理后的信号点；

对所述多个处理后的信号点分别进行快速离散傅里叶变换，得到多个快速离散傅里叶变换后的信号点；

对所述预设窗函数进行连续傅里叶变换，对连续傅里叶变换后的窗函数与所述多个快速离散傅里叶变换后的信号点进行卷积运算，得到多个卷积运算后的信号点；

从所述多个卷积运算后的信号点中确定卷积运算结果值最大的最大信号点，将所述最大信号点的频率确定为待测量高次谐波信号的频率；

根据所述待测量高次谐波信号的频率，以及预设的频率与幅值、相位之间的换算关系，确定待测量高次谐波信号的幅值和待测量高次谐波信号的相位。

在第一方面的一种可实现方式中，所述多个采样后的信号点采用以下公式表示：

其中，x(mΔt)表示所述采样后的信号点，m是自然数，Δt是离散时间间隔，A是待测量高次谐波信号的幅值，ω₀是待测量高次谐波信号的频率，是待测量高次谐波信号的相位。

在第一方面的一种可实现方式中，所述预设窗函数的宽度为：

T＝N×Δt

其中，T是预设窗函数的宽度，N取偶数，表示处理后的信号点的数量，Δt是离散时间间隔。

在第一方面的一种可实现方式中，所述多个快速离散傅里叶变换后的信号点采用以下公式确定：