一种基于DSP的电力系统同步采样方法的研究

为了能够检测出电力系统中的谐波信息并能实时的调整采样频率使之与电网频率的同步,提出一种通过采样数据计算电网电压实际频率的方法,能够动态的调整采样频率,实现同步采样;经过基于DSP的实验验证,能够有效地减少因非同步采样造成频谱泄露的影响。算法具有实现简单、精度较高的优点。     

基于人工神经网络的电网谐波监测的方法

研究人工神经网络用于波形识别是一个新的研究领域。将神经网络这一新方法引入到电网谐波在线监测中，并就它在电网谐波在线监测应用中的一系列关键问题进行了较为系统的分析。提出了一种新型电网谐波在线监测系统模型，通过带通滤波器，采样存储器以及神经网络的在线监测电路，取得谐波信号，最终达到谐波补偿的目的。其在线监测部分主要利用模拟并行测量的基本原理，构造了一个用于电网谐波在线监测的特殊多层前向神经网络。并对其进行了仿真，仿真结果表明所提出的基于人工神经网络的电网谐波在线监测的方法是可行的和有效的。     

测量介质损耗角的高阶正弦拟合算法

在介质损耗角的数字化测量中 ,数据采样频率与电网频率间不同步的问题 ,以及电网中存在的高次谐波都会给介质损耗的测量带来误差。为了提高测量的准确度 ,论文研究了一种新的计算方法即高阶正弦拟合法。它利用高阶正弦模型 ,将电网频率视为未知参数 ,对采样数据进行最小二乘意义上的非线性拟合计算。并使用离散 Fourier变换 (DFT)方法求取迭代初值 ,以加快计算速度。研究表明 ,这种方法能够较好地解决上述问题 ,在噪声较强的情况下 ,准确度误差不超过 0 .0 0 0 3,而且计算速度快 ,完成一次计算的时间小于2 0 m s,满足介质损耗角在线监测的要求     

一种用于频率跟踪和相角估计的实用算法

电网电压的频率、幅值和谐波含量均随时间发生变化,它们严重影响着电网相量的测量精度．为此,在分析傅氏法计算误差与频偏、起始点相位关系的基础上,提出了一种基于准同步采样和傅氏分析的频率跟踪、相角估计的实用算法．它用离散傅氏法和线性插值法估计任意时刻的相量,用迭代算法寻找相角差为零的相邻周期的两个估计相量进行频率计算,继而对采样数据进行同步化处理以获取信号的真实相量．仿真结果表明,这种方法可使相角误差小于0．2°,并能够满足电网相量实时测量的快速性要求．     

基于压缩感知的微网谐波分析方法

多类型分布式电源和电力电子装置的运用使微网中谐波分量更加复杂,针对目前Nyquist采样框架下前段谐波采样数据量大、压缩复杂度高的问题,基于压缩感知理论提出了一种微网谐波分析和同步检测方法.首先理论证明了电网谐波信号在DFT基下的稀疏性满足压缩感知必备条件;随后依据国标要求,选定采用稀疏测量压缩采样方法和谱投影梯度恢复算法的压缩感知过程,使采样端存储空间降低为传统Nyquist采样的M/N,且降低传统稠密测量复杂度.实验结果表明:谱线插值修正算法可有效提升检测精度,新方法对微网谐波的频率、幅值和相位的检测误差分别降低到0.000,1%,、0.053%,和0.05°以内,对间谐波的检测误差分别在0.002%,、0.15%,和0.2°以内.     

DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究

主要针对在非同步采样情况下基波与谐波测量中的频谱泄露问题,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)插值的非整数延迟带通滤波器设计方法,用于提高电网电压基波分量的测量准确度。该方法采用DFT递推方式来降低滤波器传递函数计算的复杂度;同时考虑被测信号频率波动对插值参数的影响,提出被测信号幅值参量计算公式来提高滤波器对基波频率波动的适应性。仿真结果表明:与线性插值方法相比,本文方法的滤波准确度提高了23.3%;滤波之后,用于基波电压测量和频率估计的准确度较线性插值方法分别提高了44.8%和41.7%,说明非整数延迟滤波器用于基波电压测量与频率估计可以有效降低谐波干扰。     

提高介质损耗因数监测准确度的算法

为解决在电气设备介质损耗因数的计算中必须严格满足同步采样条件和计算分辨率低的问题,基于Hilbert变换和复三角函数运算,提出了一种提高介质损耗因数监测准确度的数字化算法,并给出了算法的理论基础。仿真结果表明:该算法在电网频率存在波动以及采样数据长度为非整数周期等情况时具有良好的应用特性,较好地解决了实际信号量测中存在的非同步采样问题。该算法对电网电压中谐波含量的存在并不敏感,当谐波含量在10%以下时,可获得小于1%的计算准确度。     

基于全相位FFT时移相位差的电网间谐波检测

电网间谐波所造成的危害越来越引起人们的重视,电网间谐波的实际测量结果是间谐波问题研究的主要依据。为克服传统FFT检测间谐波误差大的缺陷,提出一种全相位FFT(apFFT)时移相位差的间谐波检测方法。用apFFT算法,同时调整采样率能抑制包括基波的所有0.1次整数倍谐波的频谱泄漏,用主谱线的相位差来校正频率值和幅值,相位值无需校正,直接取apFFT主谱线上的相位值。此算法概念清晰,结果直接,具有抗谐波间干扰强的优点。仿真结果表明,该方法能高精度地检测间谐波的大小、相位和频率,为电网间谐波检测和分析提供了一种新的有效途径。     

一种用于船舶电网的并联型APF仿真分析

非线性电力电子装置在船舶电力系统中得到广泛应用的同时,对船舶电网也造成了一定量的谐波污染。谐波污染不仅会影响船舶电网中用电设备的可靠性而且还会对其安全运行造成隐患,势必要对电网中的谐波进行治理。有源电力滤波器(APF)能够有效对电网中的谐波进行抑制,是目前常用的谐波治理方法。结合船舶电网的实际情况建立了可用于船舶电网谐波治理的并联APF模型,并对传统有源电力滤波器的谐波电流检测方法进行改进,提出运用自适应滤波器来实现传统谐波电流检测方法中的低通滤波器,能够快速而准确地对电网谐波电流进行检测。仿真结果验证了所提算法和建立模型的正确性和有效性。     

一种减小测量误差影响的电力系统快速测频算法

提出了一种减小波形畸变及A/D采样误差对频率测量影响的电力系统快速测频算法,该算法基于sin(πfT)来得到测量频率,有效地降低了采样数据误差对测量频率的影响,使得测量频率对数据误差的灵敏度较低,算法本身的理论误差几乎为0,经过仿真与比较,算法的实际测量误差很小,在现场能达到电力系统频率保护的要求。     

一种快速RTU交流采样功率实时算法

在简要介绍GEA-2000A RTU中交流采样单元GEA-IRAU硬件设计方案的基础上,说明了其交流采样算法,推导出一种与计算有功功率相似的电网无功功率的离散化实时算法．采用该算法直接利用电压、电流瞬时值可以准确、快速地计算无功功率．测试结果表明,该算法使计算工作量得到简化,采样精度提高．     

基于小波包联合AR功率谱理论的滚动轴承故障诊断

提出了小波包联合自回归功率谱理论的故障诊断方法.对采集的轴承振动信号采用高、低正交共轭镜面滤波器组,将信号划分到不同频道上.滤波器每作用一次,数据点减半,采样的时间增至两倍.选取轴承缺陷所在频段的数据插零,将其他频带补零重构提高缺陷信号的时频分辨率;然后通过AR功率谱分析轴承运行状态,诊断出轴承对应的故障.对207滚动轴承的早期缺陷作了实际诊断,诊断结果与实际较为符合.证明该方法是一种有效的弱信号缺陷提取与诊断方法.     

一种基于DSP的PFC变换器采样控制算法

为DSP控制的功率因数校正(PFC)变换器提出了一种新的采样算法，它能够很好地消除PFC电路中高频开关动作产生的振荡对数字采样的影响。尤其是当开关频率高于30kHz时，所提出的采样算法能有效地提高开关抗噪声性能。最后将此算法运用到一台2kW的PFC变换器中，实验结果证明了该算法对于分析、设计和调试所有含开关的数字采样电路均有实用参考价值。     

Smith－McMillan形并矢展开近似模型的多变量系统设计及其稳定性

讨论了由被控对象传递函数阵Ｓｍｉｔｈ－ＭｃＭｉｌｌａｎ形并矢展开近似模型的多变量反馈系统设计。该法适用范围广，控制器和反馈构造简单，实际系统闭环稳定性易于检验，且近似模型闭环系统与实际闭环系统稳态相同，附算例。     

基于小波包算法的电力系统故障信号处理

提出应用小波包算法来提取电力系统暂态故障信号的基频分量。正交小波包分析能够将信号的频带分割得更精细，对频带进行多层次划分。本文提出电力系统故障信号的小波包分析方法，就是对电力系统故障信号进行细分，以便更精确地提取基频信号。并且将小波包算法与传统的傅立叶算法进行了比较。如果将小波包算法应用于数字保护，则对于提高电力系统的数字保护的准确性很有帮助。     

电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带选取算法

为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法。分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值。将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析。在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较。将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取。实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小。可见所提算法暂态特征频带选取结果准确。