基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法

彭佳伟; 潘树国; 高旺; 沈健; 张敏

doi:10.7500/AEPS20210207003

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基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法
- Adaptive Measurement Method for Wide-band Signal in Power Grid Based on Windowed Interpolation and ZoomFFT
- 电力系统自动化 2022年46卷第8期页码：172-180
- 作者机构：
  
  1.东南大学仪器科学与工程学院,江苏省南京市 210096
  2.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市 211106
  3.智能电网保护和运行控制国家重点实验室,江苏省南京市 211106
- 作者简介：
  
  彭佳伟(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电网宽频信号处理。E-mail：220203442@seu.edu.cn
  潘树国(1975—)，男，通信作者，教授，主要研究方向：电网宽频信号处理、卫星导航信号处理。E-mail：psg@seu.edu.cn
  高旺(1989—)，男，博士，讲师，主要研究方向：电网宽频信号处理、卫星导航信号处理。E-mail：gaow@seu.edu.cn
- 基金信息：
  
  智能电网保护和运行控制国家重点实验室开放课题研究项目(NARI-T-2-2019189)
- DOI：10.7500/AEPS20210207003
  中图分类号：
- 收稿：2021-02-07，
  
  修回：2021-11-11，
  
  网络出版：2022-01-25，
  
  纸质出版：2022-04-25
- 稿件说明：
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彭佳伟,潘树国,高旺等.基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法[J].电力系统自动化,2022,46(8):172-180.

PENG Jiawei,PAN Shuguo,GAO Wang,et al.Adaptive Measurement Method for Wide-band Signal in Power Grid Based on Windowed Interpolation and ZoomFFT[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(8):172-180.
彭佳伟,潘树国,高旺等.基于加窗插值和ZoomFFT的电网宽频信号自适应测量方法[J].电力系统自动化,2022,46(8):172-180. DOI： 10.7500/AEPS20210207003.

PENG Jiawei,PAN Shuguo,GAO Wang,et al.Adaptive Measurement Method for Wide-band Signal in Power Grid Based on Windowed Interpolation and ZoomFFT[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(8):172-180. DOI： 10.7500/AEPS20210207003.

摘要

随着电力电子化电网的不断发展，日趋宽频化、复杂化的电网信号对测量算法的自适应性和精度提出了更高的要求。为此，提出了一种基于加窗插值和复调制细化谱分析的宽频信号自适应测量方法。基于主、旁瓣特性和插值校正过程对窗函数进行选型后，根据信号频谱的主瓣干扰情况，分别基于4项5阶Nuttall窗双谱线插值算法和复调制细化谱分析法进行针对性的测量。最后，通过仿真对比及实测数据分析验证了所提方法的测量精度和稳定性，结果表明其有效实现了0~2.5 kHz范围内谐波和频率相近间谐波的高精度自适应测量，更高的测量精度和更低的运算代价使其能够满足电力电子化电网的测量需求。

Abstract

With the continuous development of power-electronized power grid

the increasingly wide-band and complex power grid signals demand higher adaptability and accuracy of measurement algorithms. Therefore

an adaptive measurement method for wide-band signals based on windowed interpolation and multiple modulation zoom spectrum analysis is proposed. After selecting the window function based on the characteristics of main and side lobe and interpolation correction process

according to the main-lobe interference of the signal spectrum

the double-spectral-line interpolation algorithm based on four-term fifth-order Nuttall window

and multiple modulation zoom spectrum analysis are separately used for targeted measurements. Finally

the measurement accuracy and stability of the proposed method are verified by simulation comparison and measured data analysis. The results show that the high-accuracy adaptive measurement of harmonics and inter-harmonics with similar frequencies in the range of 0~2.5 kHz is effectively realized. Higher measurement accuracy and lower computation cost enable it to meet the measurement requirements of a power-electronized power grid.

关键词

Keywords

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