第 32 卷第 6 期 华北电力大学学报 Vol.32,No.6
2005 年 11 月 Nov.,2005
收稿日期:2005-06-10.
作者简介:潘立冬
(
1971 -
)
, 男, 河北大学电子信息工程学院讲师.
一种减小频谱泄漏的采样频率自适应算法仿真研究
潘立冬
1
,王飞
2
(1.河北大学电子信息工程学院,河北保定 071002;2.华北电力大学电气工程学院,河北保定 071003)
摘要:由于采样不同步造成的频谱泄漏是影响频谱分析和谐波检测精度的重要原因。提出一种通过采样数
据计算信号实际频率的软件算法,较为准确地得到信号的实际频率,并根据算法求得的频率动态调整采样
时间间隔,实现采样频率的自适应。因而能够减少同步误差,从而降低频谱泄漏的影响,对于频率变化较
为缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。该算法实现简单,精度较高。仿真验证了算法的特性,给电
力系统谐波分析提供了一种有效的方法。
关键词:采样频率;频谱泄漏;同步误差;自适应;谐波分析
中图分类号:TM935 文献标识码:A 文章编号:1007-2691
(
2005
)
06-0005-04
PANLi-dong
1
,WANGFei
2
(
1.CollegeofElectricandInformationEngineering,HebeiUniversity,Baoding071002,China;2.Schoolof
ElectricalEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China
)
Asoftwaresamplingfrequencyself-adaptivealgorithmisproposed. Thisalgorithmisusedtoobtain
theactualsignalfrequency. Theself-adaptiveofsamplingfrequencyisachieved. Simulationresultverifiesthe
validityofthisalgorithm.
samplingfrequency;spectrumleakage;synchronouserror;self-adaptive;harmonicanalysis
引言
电力电子技术的快速发展,使越来越多的非线
性负荷出现在电力系统当中,由此带来的谐波问题
日益严重,对周围电气环境产生了极大的影响。谐
波干扰会使得电网波形畸变、损耗增加、干扰其他
用电设备的正常工作,严重危害系统的安全、稳定
和经济运行
[
1
]
。关于谐波的问题很多,诸如:谐波
的检测、谐波的补偿和抑制、谐波源分析、谐波限
制标准、谐波潮流计算等等。其中对谐波作出准确
的检测和分析是以上诸多问题的前提和基础
[
2
]
。
在目前谐波测量和分析当中广泛应用的是离散
时间采样的 FFT 算法。在采样过程中,如果采样
频率和信号实际频率不一致,就会造成频谱泄漏,
通过 FFT 计算得到的谐波电气参数(频率、幅值、
相位)不准确,无法满足实际的要求。可以采用修
正采样序列、改进数据窗、插值算法、提高采样频
率等方法来减小频谱泄漏,但是这些方法都存在一
定的局限性,比如修正采样序列逼近真实采样值最
多只能减少 50%的频谱泄漏
[
3
]
,而加窗插值算法
比较复杂等等。
造成频谱泄漏的根本原因是采样的频率与信号
实际频率不同步,所以通过实时地调整采样频率,
使其尽量接近实际频率, 减少同步误差,是解决频
谱泄漏问题的根本措施之一。本文介绍了一种采样