電力行業三次諧波計算

公司有機會接觸了一下諧波的判斷計算方法，這裡簡單講一下。其實我們直接在網上找一些fft運算的c函式，便可以計算各次諧波，但是當我們只需要某些階次的諧波時，那麼運用fft的話，就會浪費很多時間，這裡我們講的是直接用c語言實現某一次的諧波含量計算（三次）。

我用的硬體是dsp2812，為保證取樣後計算過程不被打斷，計算與判斷均放在中斷中。

一般而言，如果需要計算取樣電流的諧波含量的話，那麼肯定會有取樣平率和計算週期這些等等的說法。因為基波電流是50hz，一般而言取樣頻率必須是被取樣電流的頻率的兩倍以上，才能保證被取樣訊號的不失真。

在這裡，我們乙個周波取樣256個取樣點，即取樣頻率為12800hz。

演算法原理：

而利用滑窗迭代進行改進得到：

為加快計算時間，我們用先要建立乙個正炫函式表，然後用查表的方法去得到我麼需要的sin函式的256個值。我們下面都用函式來模擬取樣數值。

float sinnwt3 =0,cosnwt3 =0;

float aslidewindow[256];

unsigned char nwt3temp=0 ,dftslidecount=0;

float an=0 ,bn ,currentdiffa=0,loadcurrenta=0 ,hacurrent=0 ;

中斷計算程式原理如下：

nwt3temp = (dftslidecount* 3)&0xff; //nwt3temp 為整型，初始化為0，乘以3是因為計算的是三次諧波，與上0xff，是因為我們只取樣256個點，dftslidecount為計算次數，指向當前取樣值存放在aslidewindow陣列中的當前位置。

cosnwt3 = dftcostable[nwt3temp]; //dftcostable【】是我們提前準備好的cos函式值表，這裡直接查表得到我們想要的值，為加快計算速度。

sinnwt3 = dftsintable[nwt3temp]; //同上

loadcurrenta = 60*sqrt(2)*sin(2*pi*(dftslidecount&0xff)/256)+10*sqrt(2)*sin(2*pi*(dftslidecount&0xff)*3/256); //取樣，用函式模擬，可見50hz基波電流有效值為60a，三次諧波電流有效值為10a

currentdiffa = loadcurrenta - *(aslidewindow + dftslidecount) ; //currentdiffa 意為當前取樣值

//loadcurrenta 為當前dftslidecount指向的位置的取樣值

an += currentdiffa* cosnwt3/128; //迭代法已減去了當前位置的取樣值，替換了新的取樣值

bn += currentdiffa* sinnwt3/128; //同上

*(aslidewindow + dftslidecount) = loadcurrenta; //迭代法，替換新的取樣值

hacurrent = (sqrt(phaseaan3temp*phaseaan3temp+phaseabn3temp*phaseabn3temp))/sqrt(2); //計算三次諧波含量，此時已經是有效值，計算結果為10，正好和loadcurrenta 的函式模擬取樣能對應的上。

dftslidecount++;

注意：在計算之前，要先準備aslidewindow陣列256個取樣初始值，或者捨棄掉前面256個計算值，因為第一次進入中斷時，aslidewindow陣列中並沒有初始值。

到此，整個程式的計算原理只是將以上兩張中所闡述的dft滑窗迭代發計算諧波用**翻譯出來。完畢。

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