Research of the Power Harmonic Detection Method Based on Wavelet Packet Transform

第39卷第6期电力系统保护与控制Vol.39 No.6 2011年3月16日Power System Protection and Control Mar.16, 2011电网间谐波分析的包络分解法王柏林1，熊杰锋1,2（1.河海大学电气工程学院，江苏 南京 210098；2.南京信息工程大学电子信息工程学院，江苏 南京 210044）摘要：从间谐波产生的机理出发，提出一种分析电网间谐波的新方法——包络分解法。

该方法的主要依据是：含间谐波的工频信号一定是非平稳工频信号，间谐波信息一定包含在工频信号的包络之中。

该方法的关键步骤是：从工频信号中提取包络，对包络进行分解，按特定公式求出各次间谐波的频率、幅值。

包络分解法排除了整次谐波频谱泄漏产生的虚假间谐波，基于Matlab的仿真表明，用于实际电网时它提供的间谐波信息更为真实、精确。

关键词：谐波分析；间谐波；非平稳信号；包络；频谱泄漏Envelope decomposition-based method for interharmonics analysis in power systemWANG Bo-lin1，XIONG Jie-feng1,2（1. College of Electric Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，China；2. College of Electronic and Information Engineering，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China）Abstract：Based on the mechanism of interhamonics producing，a new algorithm, named envelope decomposition-based method，for interharmonic analysis of power system is presented The proposed method is．mainly based on the two points that power frequency signal containing interharmonics must be non-stationary interharmonics parameters；must be restored from the envelope of the power frequency signal．The key steps are that extracting the envelope from power frequency signal, then decomposing the envelope and finally calculating frequency and amplitude of each-order’s interharmonic based on specific formula. The fake interharmonics caused by the spectral leakage of integral harmonics are avoided. MATLAB simulation verifies that the method is more accurate for interharmonics analysis in the real network．Key words：harmonic analysis；interharmonic；non-stationary signal；envelope；spectral leakage中图分类号： TM712 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2011)06-0029-050 引言间谐波是电网谐波分析的难点，目前还没有在工程上行之有效的方法。

基于瞬时无功功率理论的APF仿真设计作者：王敬禹贺剑田晨来源：《价值工程》2013年第26期摘要：基于瞬时无功功率的谐波和无功电流检测方法的研究，提出了ip-ip检测方法，并对有源电力滤波器（APF）设计原理进行了介绍。

利用SIMULINK对APF进行了系统仿真并给出了设计流程及其结果分析，有源滤波器的系统仿真将对实物制作起到很大的推动作用。

Abstract： Based on instantaneous reactive power， harmonic and reactive current detection method research， ip-ip detection method is proposed， and the design principle of active power filter （APF） are introduced. Using the SIMULINK simulation of APF system is introduced and the design process and its results analysis， active filter system simulation will play a large role of physical production.关键词：瞬时无功功率理论；APF；SIMULINK仿真Key words： instantaneous reactive power；APF；SIMULINK simulation中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）26-0032-020 引言随着电力电子装置的日益广泛使用，其本身所具有的非线性导致了电网中携带大量的谐波，这些谐波给整个电网和用电设备造成了严重的危害。

目前，抑制谐波的一个主要研究趋势就是采用有源电力滤波器（APF），APF系统是一个非线性、强耦合的控制系统，对它进行理论分析有一定难度，但可以做相应的仿真实验，加深对有源滤波器控制规律的认识和理解。

基于 HWPT-ZFFT的二维全息谱计算方法李纪永;李舜酩;陈晓红;王勇【摘要】精确的频率、相位和幅值识别是进行全息谱计算的必备条件，针对含3个及以上的密集频谱成分，提出一种基于谐波小波包变换的频谱细化方法（harmonic wavelet packets transform‐zoom fast Fourier transform ，简称HW‐PT‐ZFFT ），较传统的复调制细化傅里叶变换所利用的低通及带通滤波器相比，其盒型频谱特性可将感兴趣频段的信号正交，无冗余、无泄漏地提取出，提高了识别精度。

首先，利用谐波小波包对密集频谱成分进行滤波；然后，频移进而重采样，进行傅里叶变换得到细化的频率、幅值及相位；最后，计算密集频率下二维全息谱，进行双盘转子全息谱计算，考虑高次分倍频，得到更丰富的故障特征。

仿真及双盘转子实验结果表明所提出方法的有效性。

【期刊名称】《振动、测试与诊断》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P68-72)【关键词】谐波小波包;密集频谱;频谱细化;全息谱【作者】李纪永;李舜酩;陈晓红;王勇【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院南京，210016;南京航空航天大学能源与动力学院南京，210016;南京航空航天大学理学院南京，210016;南京航空航天大学能源与动力学院南京，210016【正文语种】中文【中图分类】V233.1;TH132传统的谱分析应用在旋转机械故障诊断有两个缺陷：a.相位与振幅分离，甚至忽略相位信息；b.转子截面两向振动信号关系未能体现出来。

从轴心轨迹的形状、稳定性和旋转方向等方面进行分析，得到比较全面的机组运行状态信息，发展了基于信息融合的全谱、全息谱和全矢谱技术[1]。

二维全息谱将转子在一个截面的水平和垂直的振动幅值与相位绘制谱图，反映了转子在一个支承面的振动情况[2-3]，在实践中得到广泛应用并积累了许多特征谱图[4-5]。

由于全息谱技术是建立在傅里叶变换基础之上，精确的频率、幅值与相位是全息谱计算的关键，经典的全息谱方法利用比值内插法校正频率，但难以区分密集频谱成分。

2017年 4 月 第32卷第7期电工技术学报Vol. 32 No. 7 Apr. 2017T R A N S A C T I O N S O F C H I N A E L E C T R O T E C H N I C A L S O C I E T Y应用于电力谐波分析的改进相位差校正法摘要传统的相位差校正法在应用于电力谐波测量时，由于频谱泄漏问题的存在，在窗函数的旁 瓣衰减速度较慢时存在较大误差，而校正过程对频域解析式的依赖又限制了窗函数的选用。

采用一种 基于汉宁窗的改进相位差校正法，其原理是对非同步采样序列的加窗快速傅里叶变换结果进行多项式 变换，再依据变换所得的新频谱序列进行谐波参数的校正。

将该方法和其他常用方法进行数值仿真对 比，在基频随机变化的情况下进行10 000次仿真计算得到其标准误差，并缩短采样窗长以探究其实时 性。

结果表明，改进相位差校正法较其他常用方法有更高的精度；当基频在47〜53 H z 范围内随机变化 时，高次谐波的测量精度达到1〇_5次；在1〇〇 m s 的采样窗长下，也能满足IEC 610004 — 7标准的精 度要求。

在兼顾计算精度的同时，该文校正公式由汉宁窗解析式推导得到，简便明了，所提方法是一 种有实用价值的谐波参数检测算法。

关键词：电力谐波快速傅里叶变换频谱泄漏谱线校正中图分类号：TM935.2Abstract Due to spectrum leakage, traditional phase difference methods with l i t t l e attenuation of side lobeled to a larger error in the measurement of power harmonic. An d the selection of window i s restricted because the dependence on analytic expression. This paper uses an improved phase difference method that based on Hanning window. I t performs polynomial transformation on the result of fast Fourier transform ( F F T ) to get a new sequence, then adjusts harmonic parameters with the new sequence. To verify i t s performance, do simulation calculation and compare i t with other common methods, simulate for 10 000 times at random frequency to calculate i t s standard error, shorten the sampling window to explore i t s real-time performance. The results show that, the new method i s more accurate than other methods, when the frequency ranges between 47 Hz and 53 H z , the accuracy of harmonic parameters reaches to 10 ~5. And under the 100 milliseconds sampling length, i t also can satisfy the IEC 61000—4—7 standard. Taking computational accuracy into account, the correction formula i s derived from Hanning window and i t 's quite simple. I t 's a useful harmonic parameters detection algorithm.Keywords ： Power harmonic, fast Fourier transform, spectrum leakage, correction of spectra吴超凡陈隆道(浙江大学电气工程学院杭州310027)Improved Phase Difference Correction MethodApplied to Power Harmonic AnalysisWu ChaofanChen Longdao(College of Electrical Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China)〇引言近年来，随着智能电网的建设和新能源技术的推 广，各种分布式电源和储能设备得到了广泛应用，在增强电网供电功能和减少污染排放的同时，也给电网 带来了大量谐波[1]。