全波傅立叶算法


一、目的

  通过全波傅立叶算法可用于求出各次谐波分量的幅值和相角,并具有一定的滤波作用。本文探讨了傅氏算法在电力系统中的应用。

二、背景

  在微机保护装置中,首先要对反映被保护设备的电气量模拟量进行采集,然后对这些采集的数据进行数字滤波,再对这些经过数字滤波的数字信号进行数学运算、逻辑运算,并进行分析判断,最终输出跳闸命令、信号命令或计算结果,以实现各种继电保护功能。这种对数据进行处理、分析、判断以实现保护功能的方法称为算法。目前广泛采用全波傅氏算法和最小二乘法作为电力系统微机保护提取基波分量的算法。

  傅立叶算法可用于求出各谐波分量的幅值和相角,所以它在微机保护中作为计算信号幅值的算法被广泛采用。实际上,傅立叶算法也是一种滤波方法。分析可知,全周傅氏算法可有效滤除恒定直流分量和各正次谐波分量。

三、全波傅立叶算法原理

  傅氏算法是一种常用的、 针对周期函数的算法。 该算法假定被采样信号是一个周期函数,除基波外还含有不衰减的直流分量和各次谐波

  由傅立叶分解可将 m 次谐波表示为

                   Xm( t)= Xms*sin(mωt)Xmc*cos(mωt)                 X m —— m 次谐波分量有效值,
 
  Xms 、Xmc 分别为m次谐波的正弦分量和余弦分量系数。
                      
  一个周期函数 X(t) 的各次谐波可以看成振幅分别为 Xms 和Xmc 的正弦项之和。
  m 次谐波分量的复数形式为

                      

  根据傅氏级数原理, 当已知周期函数 x(t) 时,可以求出其 m 次谐波分量的正弦和余弦系数

                         

  式中 T 为 x(t) 的周期,我们感兴趣的是基波分量( m=1),因此基波分量的正弦和余弦分量的系数为

                        

 

 

 

 

 


 

 


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