电力系统谐波分析是电力系统稳定运行和电能质量保证中的一个重要研究领域。随着电力电子技术的发展，电力电子装置和非线性负载的广泛应用导致电网中产生大量高次谐波，这些谐波会降低电能质量，影响电力系统的安全经济运行。因此，提高谐波分析的精度就显得尤为重要。
在电力谐波分析中，常用的工具是快速傅立叶变换（FFT），它通过将时域信号转换为频域信号，从而分析信号的频谱成分。然而，FFT算法在非同步采样和非整周期截断的条件下会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响，导致谐波分析精度降低。频谱泄漏是指由于信号截断或者窗函数的影响，使得原本集中在某个频点的能量分散到相邻的频段中，造成频谱泄漏。栅栏效应则是指FFT算法输出的离散谱线之间存在未被检测到的频率成分，它们像是栅栏一样限制了频率解析能力，导致无法精确分析非整数次谐波。
为了解决这些问题，本文提出的基于加窗插值的改进FFT算法，其原理是在FFT的基础上引入加窗运算和插值运算来提高分析精度。加窗运算是指在进行FFT分析前，对信号应用一个窗函数，以减少频谱泄漏对分析的影响。窗函数可以改变信号两端的振幅，使其渐变为零，减少信号截断带来的影响。常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、汉明窗、布莱克曼窗等。不同的窗函数对频谱泄漏的抑制效果不同，选择合适的窗函数可以有效提高谐波分析的精度。
插值运算是指在FFT变换后，利用插值方法提高频率分辨率，减少栅栏效应的影响。插值算法可以估计并填充频谱中的空白部分，使频谱更加细致和精确。加窗插值法结合了加窗运算减少频谱泄漏和插值运算提高频率分辨率的优点，使得FFT算法能够适用于非整数次谐波的分析。
本文通过模拟实例谐波分析来验证改进算法的有效性。研究表明，不同的加窗算法计算精度不同，改进的FFT算法能够明显提高计算精度。这说明本文提出的基于加窗插值的改进FFT算法对于分析生产生活中的电力谐波具有重要意义，有助于谐波的管理和治理。电力系统谐波的精确分析对于谐波源定位、谐波抑制措施的制定以及电力系统的安全稳定运行至关重要。
电力谐波分析是一个复杂而重要的领域，改进FFT算法通过加窗插值方法提高了谐波分析的精度，对于实际工业系统中的谐波分析与管理具有重要的应用价值。随着电力系统的持续发展和对电能质量要求的不断提高，此类研究将继续得到重视和发展。
