基于光伏微电网谐波估计的频率缩放优化时频变换

摘要： 基于可再生能源（尤其是光伏[PV]）的分布式发电（DGs）通过换流站并网时，由于存在时变N次谐波，对基波和谐波相量的有效监测构成严峻挑战——随着此类可再生能源渗透率提升，电压闪变和谐波畸变总指标会进一步恶化。广义S变换（ST）因其能实现信号频谱时域定位并同步输出相位谱以获取幅相特性，被广泛应用于此类非平稳电力信号分析。但该变换存在计算耗时长、窗参数选择随意性大等缺陷。为此，本文提出一种新方法：通过元启发式萤火虫算法优化谐波缩放傅里叶核S变换来提取时频响应（TFR），适用于微电网相量实时监测，最终服务于高效电力管理与协调控制。该新方案采用选择性频率缩放技术，将监测和追踪时变谐波扰动（特别是DG并网运行时）的时间显著缩短至扰动发生半周期内。文中通过大量仿真验证了该方案在光伏并网电力网络时变基波和谐波监测中的有效性指标，并进一步采用TMS320 C6713数字信号处理器（DSP）测试平台进行基波和谐波实时估算验证。