借助Matlab计算逆变器输出电压的THD：打造准确全面分析

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2023-11-24 23:52:32

在电力系统中，逆变器输出电压的THD（总谐波失真）是衡量其电力品质的重要指标。本文将详细介绍如何使用Matlab计算逆变器输出电压的THD。

一、FIR直流分量去除

FIR（有限脉冲响应）滤波器是一种非递归滤波器，可以有效地去除信号中的直流分量。在计算逆变器输出电压的THD时，可以使用FIR滤波器去除信号中的直流分量，从而提高THD计算的准确性。

二、移动平均值滤波

移动平均值滤波是一种简单有效的滤波方法，可以平滑信号，消除噪声。在计算逆变器输出电压的THD时，可以使用移动平均值滤波器平滑信号，从而提高THD计算的稳定性。

三、分段求频谱再平均

分段求频谱再平均是一种计算THD的有效方法。该方法将信号分为多个小的段落，然后计算每个段落的频谱，最后将每个段落的频谱平均起来得到总的频谱。分段求频谱再平均可以有效地提高THD计算的精度。

四、代码实现

% 读取逆变器输出电压信号
data = load('inverter_output_voltage.mat');
voltage = data.voltage;

% 采样频率
fs = 1000;

% FIR滤波器去除直流分量
filtered_voltage = fir1(100, 0.5);
voltage = filtfilt(filtered_voltage, 1, voltage);

% 移动平均值滤波
window_size = 100;
voltage = movmean(voltage, window_size);

% 分段求频谱再平均
num_segments = 10;
segment_length = length(voltage) / num_segments;
thds = zeros(1, num_segments);
for i = 1:num_segments
    segment = voltage((i-1)*segment_length+1:i*segment_length);
    [~, freqs, spectrum] = spectrogram(segment, window_size, window_size/2, 1024, fs);
    thds(i) = sqrt(sum(spectrum.^2, 2) / sum(spectrum(1, :).^2, 2));
end
thd = mean(thds);

% 输出THD值
fprintf('THD: %f%%\n', thd*100);