[发明专利]一种电网电压谐波的实时检测装置

权利要求书

1.一种电网电压谐波的实时检测装置，包括快速傅里叶变换(FFT)模块和双谱线插值算法，其特征在于，对被测信号进行时域的信号变化到频域处理，然后通过三点查找频率峰值的方式，分析出各个频率点的频率和幅度的大小，采用β＝4π的凯瑟琳窗对信号进行加窗处理，运用双谱线插值算法来修正因频域离散而产生的频率精度。

2.根据权利要求1所述的一种电网电压谐波的实时检测装置，其特征在于，所述查找频率峰值的方式采用三点查找频率峰值，当连续的三个频率点满足第一个频率点和第三个频率点小于第二个频率点并且第二个频率点的值大于一个临界值，则认为查找到了一个频率的峰值。

3.根据权利要求1所述的一种电网电压谐波的实时检测装置，其特征在于，所述加窗处理由kaiser窗产生单元和乘法单元组成，其中kaiser窗产生单元由地址产生器和储存有kaiser窗函数的ROM组成，在这个模块中，当clk_en1为高时，地址发生器就会产生地址，以供ROM储存器使用输出窗函数的值和输入值做乘法运算完成加窗操作，其中，doutb是输入的数据，clk_en1是地址发生器使能信号，addra是地址发生器产生的地址，douta是根据地址信号产生的窗函数幅度值，win_ad是加窗后的输入数据。

4.根据权利要求1所述的一种电网电压谐波的实时检测装置，其特征在于，所述快速傅里叶变换(FFT)模块将时域信号变换到频域进行处理，把其中有用的频率成分提取出来，其由FFT变换小模块、复数格式变换小模块和峰值查找小模块三部分组成，当start为高时，首先FFT变换小模块会把输入的数据(win_ad＝＝xn_re)进行FFT变换输出，然后复数格式变换小模块会把复数有实数和虚数的表现形式变换为幅值和相位的表现形式，最后峰值查找模块会把频域的各个峰值查找出来，其中，start是快速傅里叶变换(FFT)模块的开始信号，xn_re是数据输入等于上个模块的win_ad信号，xk_im和xk_re分别为对应频域的数的虚部和实部，dv是输出有效指示信号，blk_exp是输出数据缩小值，xk_inde是输出数据的频率对应的的通道值，cirvvv是把复数转化为幅值和相位的表示方式，x_out_out和x_out_out1分别为最大值和次最大值，xk_index1_out是峰值对应的离散值。

5.根据权利要求1所述的一种电网电压谐波的实时检测装置，其特征在于，所述双谱线插值算法是处理由于FFT变换引发频率准确度的问题，其根据波峰的最大值，次最大值，频率通道值，幅度衰减这四个值进行计算，经过MATLAB的仿真可以得到计算公式如下所示：

be＝(y2_out-y1_out)/(y2_out+y1_out) (1)

y_n＝0.3109*be³+2.7468*be (2)

f＝(index_out-0.5+y_n)*fs/N (3)

y_m＝0.0187*be⁶+0.154*be⁴+0.9484*be²+3.1292 (4)

q＝(y1_out+y2_out)*y_m*2^blk_exp/(16646017*N) (5)

上式中y2_out和y1_out分别为最大值和次最大值，fs和N分别为采样频率和采样点数，index_out和blk_exp分别为频率通道值和幅度衰竭值，f是计算出来地频率值，q是对应计算出来的幅度值。