混合自卷积窗谐波算法研究与FPGA方案

作者：赖增强; 王贵忠; 肖智宏; 张国庆; 李洪波; 刘颖; 关铁成

来源：广东电力, 2019, 32(06): 70-77.

• 电力谐波
• 频谱泄露
• 混合自卷积窗
• 双谱线插值
• 硬件结构

快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)因其高效快捷比较适合对电力谐波进行实时分析,但其不足之处是非同步采样和非整数周期截断时易出现"频谱泄漏"与"栅栏效应"。为此,提出一种基于由Nuttall窗与Hanning窗混合卷积后再进行L阶自卷积的混合自卷积窗谐波算法。首先对混合自卷积窗进行双谱线插值改进与数值拟合修正,从而进一步提高了FFT算法的精确度;继而对采用混合自卷积窗的改进算法进行硬件结构方案设计与现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)关键技术进行研究;最后利用混合自卷积窗与Nuttall窗和Hanning窗的算法,对电力谐波算例进行仿真对比。结果表明:采用混合自卷积窗谐波算法所得的相位误差稳定在0.000 01°,而幅值误差几乎为0,从而验证了该算法的有效性与实用性。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 自动化学院