[发明专利]一种谐波分析中谱峰可信度判断方法

说明书

本发明公开了一种谐波分析中谱峰可信度判断方法，步骤依次为，离散化稳态谐波信号；对离散化后的信号进行加窗截断，得到加窗信号的频谱；根据频谱主瓣内最高峰谱线及其左右谱线的的幅值、实部和虚部计算6个频率偏差；将6个频率偏差值两两作商，得到15个商，确定其中的最大值和最小值；设定阈值范围，若15个商中的最大值和最小值分别落入对应的阈值范围，则判断谱峰的可信度为1，反之，则判断峰值的可信度为0。本发明采用新方法对谱峰可信度进行判断，从而准确反映泄露对参数估计的影响。

技术领域

本发明属于电能质量分析与控制领域，特别涉及了一种谐波分析中谱峰可信度判断方法。

背景技术

频谱分析方法的前提是能够从FFT离散频谱中正确的找出谱峰，但是考虑到频谱总会受到其他分量泄露的影响，所以并不是所有的谱峰都是适合用来进行参数估计，只有认定某个谱峰是可信的，也就是说泄露对其影响小，进而才能利用FFT进行参数估计，否则需要采用其他的方法进行参数估计。所以进行谱峰可信度判断对FFT而言是非常必要的。

谱峰之所以不可信本质上还是因为泄露引起的谱线干扰。对于单频信号，不考虑负频率的干扰时，加窗信号的频谱的分布和所用的窗函数一样，只不过是频谱函数进行了平移；但对于多频信号而言，由于存在频谱泄露，信号的频谱是各个分量的向量和，这会导致谱峰分布的改变。一般而言，有可能使谱峰分布产生发生谱峰消失、虚假谱峰、谱峰偏移三种变化。

传统的FFT校正方法隐含前提都是已知主谱线的分布，如果因为谱峰消失、虚假谱峰和谱峰偏移现象而判断错了主谱线，显然，所有的频谱校正方法将失去意义。

无论是插值法、相位差法还是能量重心法，都需要准确的找到谱峰的位置。对于整数次谐波而言，在IEC规定下，谱峰寻找是容易的，不过间谐波的存在导致谱峰寻找成了一个非常困难的问题。故为保证基于DFT的参数估计的有效性和精度，需要定量的给出谱峰的可信度，从而决定用于参数估计的谱峰有没有受到泄露的影响以及受影响的程度。

泄露对谱峰的影响可以表现在频率估计的偏差的误差上，而且偏差δ是幅值和相位估计的基础，故基于频率偏差的误差来判定峰值可信度是直观的想法。虽然从理论上讲，幅值和相位也受泄露的影响，但分析表明，这两者的抗泄露能力更好(在一定范围内)，即对泄露不太敏感，而偏差对泄露的灵敏度相对来说更高，所以偏差误差更能反映泄露对参数估计的影响程度。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种谐波分析中谱峰可信度判断方法，采用新方法对谱峰可信度进行判断，从而准确反映泄露对参数估计的影响。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种谐波分析中谱峰可信度判断方法，包括以下步骤：

(1)离散化稳态谐波信号；

(2)对离散化后的信号进行加窗截断，得到加窗信号的频谱；

(3)根据频谱主瓣内最高峰谱线及其左右谱线的的幅值、实部和虚部分别计算左边谱峰的频率偏差δ_L、右边谱峰的频率偏差δ_R、左边实部的频率偏差δ_Re-L、右边实部的频率偏差δ_R、左边虚部的频率偏差δ_Im-L、右边虚部的频率偏差δ_Im-R；

(4)将步骤(3)得到的6个频率偏差值两两作商，得到15个商，确定15个商中的最大值和最小值；

(5)设定阈值范围，若15个商中的最大值和最小值分别落入对应的阈值范围，则判断谱峰的可信度为1，反之，则判断峰值的可信度为0。