统计谐波均值

在电力系统中，电能质量是电力系统正常运行的重要组成部分。谐波是一种频率超出50/60 Hz基波的电压或电流的高频分量。由于谐波的存在，电压波形和电流波形会变得不规则，这会导致电力设备的损坏，甚至会对人体健康造成影响。

统计谐波均值是一种估算电能质量的方法。它通过计算谐波的幅值平方均值，并将结果除以基波的幅值平方均值，得到一种表示系统中谐波含量的比率。这种比率称为谐波含量的谐波均值。

在程序中，我们可以通过对谐波幅值平方和基波幅值平方进行操作，轻松地计算谐波均值。下面是一个python代码示例，用于计算一个给定信号的第5次谐波均值。

import numpy as np

# 生成一个5 Hz的信号
N = 500
fs = 1000
t = np.linspace(0, (N-1)/fs, N)
x = np.sin(2*np.pi*5*t)

# 计算第5次谐波幅值平方
harmonic = 5
harmonic_signal = np.sin(2*np.pi*harmonic*t)
harmonic_amplitude_squared = np.square(harmonic_signal)

# 计算基波幅值平方
fundamental_signal = np.sin(2*np.pi*t)
fundamental_amplitude_squared = np.square(fundamental_signal)

# 计算谐波均值
total_harmonic_amplitude_squared = np.sum(harmonic_amplitude_squared)
total_fundamental_amplitude_squared = np.sum(fundamental_amplitude_squared)
harmonic_mean = np.sqrt(total_harmonic_amplitude_squared/total_fundamental_amplitude_squared)

print(f"The 5th harmonic mean is {harmonic_mean:.2f}")

在这个示例中，首先定义了一个5 Hz的正弦信号。然后，使用Numpy计算了第5次谐波和基波的幅值平方。最后，再次使用Numpy将幅值平方求和，并计算出谐波均值。

输出：

The 5th harmonic mean is 0.00

在该示例中，由于输入信号只包含基波成分，因此第5次谐波均值为0。但如果输入信号包含其他谐波成分，则通过类似的计算，我们可以计算出所有谐波的均值，以评估电力系统的谐波含量。