基于最优窗Burg算法的电力系统间谐波谱估计_李明

2011年1月 第26卷第1期

电 工 技 术 学 报

TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY

Vol.26 No. 1

Jan. 2011

基于最优窗Burg算法的电力系统

间谐波谱估计

李 明 王晓茹

（西南交通大学电气工程学院 成都 610031）

摘要 Burg算法适合于电力系统间谐波谱估计，但存在谱峰偏移和谱线分裂的缺点，影响其谱估计效果。本文在误差分析的基础上提出了基于最优窗Burg算法的间谐波谱估计新方法。首先通过在平均频率误差方差最小的意义下来获得最优窗，再将加窗后的预测误差平均功率最小化来求取反射系数，最终求得信号的功率谱。仿真结果表明，与传统的Burg算法和汉明窗Burg算法相比，最优窗Burg算法具有更好的谱估计性能。并且，由于采用Levinson递推，其计算复杂度明显低于特征值法。该方法可应用于电力系统间谐波谱估计。

关键词：电能质量 最优窗Burg算法 间谐波 电力系统 中图分类号：TM711

Inter-Harmonic Spectral Estimation in Power System Based on the Optimal Window Burg Algorithm

Li Ming Wang Xiaoru

（Southwest Jiaotong University Chengdu 610031 China）

Abstract The Burg algorithm is suitable for spectral estimation of inter-harmonic in power system, but its effect of spectral estimation is affected by peak bias and spectral line splitting. By analyzing the error, a new method of inter-harmonic spectral estimation based on the optimal window Burg algorithm is presented in this paper. The optimal window can be obtained by minimizing the variance of average frequency error. Then reflection coefficient is obtained by minimizing the average power of windowed prediction error. Finally, the power spectrum is obtained. Experimental results show this method has high frequency resolution compared with Burg algorithm and hamming window Burg algorithm. And by Levinson iteration, this method has lower computational complexity than eigenvalue method. This method can be used in the inter-harmonic spectral estimation in power system.

Keywords：Power quality, the optimal window Burg algorithm, inter-harmonics, power system

进行分析，从而为电力系统的监控和保护提供依 据[1]。

快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）是最常用的电力系统谐波分析方法，但其频率分辨率较低，并且，非同步采样的情况下，还会导致长范围泄漏和栅栏效应[2]。文献[3]采用加窗插值的方式来对FFT进行改进，可减少长范围泄漏和栅栏效应的影响。但通过加窗插值的方式不能提高算法的频率分辨率，并且，在时域内加平滑窗还会进一步

1 引言

电力系统中不仅存在大量的整数次谐波，也存在着非整数次谐波（次谐波，间谐波）。间谐波对电力系统及设备的危害很大，会引起灯光闪烁、低频继电器异常运行、无源滤波器过流跳闸、感应电动机噪声和振动等问题。因此，需对电力系统间谐波

收稿日期 2009-07-20 改稿日期 2009-10-13