电力系统谐波检测的FFT窗口插值算法与Matlab实现

本文主要探讨了电力系统谐波检测中的一个重要问题，即如何提高快速傅立叶变换（FFT）在实际应用中的精确度，以确保谐波分析结果的准确性。传统的FFT方法在处理非同步采样信号时可能存在较大误差，这在电力系统中尤其关键，因为高次谐波的出现会对电网的稳定性和设备效率产生负面影响。 文章首先介绍了电力电子技术发展对电力系统产生的影响，即高次谐波的增多导致电压和电流波形变形，这对电力系统的安全、可靠运行构成了挑战。为了克服这些问题，文章提出了一种改进的谐波检测方法——加窗插值算法。这种方法通过在FFT过程中引入适当的窗函数来减少频谱泄露和边缘效应，从而提升频率、相位和幅值的测量精度。 作者方磊等人针对电力系统谐波信号的特点，精心选择了一种适合的窗函数，例如汉明窗、黑曼窗或矩形窗，这些窗函数有助于减小频谱失真，并结合插值修正公式，优化了频谱分析结果。他们注意到，选择正确的窗函数和插值策略对于消除谐波检测中的伪峰和噪声至关重要。 接下来，文章详细描述了非同步采样加窗插值算法的工作原理，包括数据预处理、窗函数的选择和应用、插值过程以及如何根据采样率调整频率分辨率。此外，他们还使用MATLAB进行了仿真验证，结果显示，这种方法相较于传统FFT显著提高了检测精度，同时保持了算法实现的简便性和多功能性。 关键词部分，文章提到了快速傅立叶变换（FFT）、谐波检测、窗函数以及插值等核心概念，这些关键词体现了论文的主要研究内容和技术路线。最后，该文被归类为TM743，表明其属于电力系统技术中的信号处理和分析领域，文献标识码A表示其学术水平符合国际标准。 这篇论文为电力系统工程师提供了一种实用的谐波检测工具，特别是在处理非同步采样数据时，通过窗口函数和插值技术优化了FFT的性能，为确保电力系统的正常运行和维护提供了重要的技术支持。同时，MATLAB的实现展示了算法的可操作性和实用性，具有很高的研究价值和应用前景。