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     

基于Rife-Vincent窗频谱校正的介损因数测量

为减轻非同步采样和数据截断产生频谱泄漏和栅栏效应对介质损耗因数tanδ测量的影响,可选用旁瓣峰值电平小、且渐近衰减速率大的窗函数对信号加权处理.本文分析了Rife-Vincent窗的旁瓣特性,提出了基于Rife-Vincent窗频谱校正的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了计算简单、实用的校正公式,推导了介质损耗角及tanδ的计算式,并设计了基于AD73360L+ADSP-BF531+PIC32MX460F512L架构的介质损耗因数测量系统.仿真和实测结果表明,Rife-Vincent窗函数可有效抑制频谱泄漏,基于Rife-Vincent窗的频谱校正方法克服了谐波畸变干扰、电网频率波动、采样时长变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现简单,测量结果精确、稳定.介质损耗因数测量系统的应用实践证明了本文方法的正确性.     

用准同步离散Fourier变换实现高准确度谐波分析

论文介绍了准同步、离散Ｆｏｕｒｉｅｒ变换（ＤＦＴ）算法,它是为解决采样周期和信号周期在不严格同步的情况下,实现高准确度谐波分析问题的方法。文中首先采用准同步算法实现周期函数非同步采样时高准确度平均值的计算,然后通过一个新构造的函数,把Ｆｏｕｒｉｅｒ变换转化为求解一个周期函数的平均值的问题,进而,将准同步算法和Ｆｏｕｒｉｅｒ变换有机结合在一起,离散后得到一个非严格同步情况下进行计算机高准确度谐波分析的计算公式。模拟测试证明,这种方法比ＤＦＴ的准确度提高一个数量级。在采样周期偏差不超过半个周期、采样点数满足采样定理的情况下,合理选择算法中参数,能够获得接近于“理想同步采样”的准确度。     

基于DSPTMS320F2812的介质损耗因数测量仪的研制

介绍了以DSP2812为核心的介质损耗因数数字自动测量硬件和软件系统,使用了高精度快速度的MAX125模数转换器和FYD12864～0204B液晶显示模块,确保了转换精度,提高了人机交互友好程度。硬件通过采用同步采样电路实时跟踪频率变化,确保了的信号同步采样,软件算法中以谐波分析法为基础,通过在企业实验室测试,达到了良好的预期效果。     

测算电网频率和谐波的新方法

提出一种测量电网实际频率的新方法 ,其特点是 :设定一个接近被测频率的假定值 ,按此进行采样 ,所获得数据序列经处理后 ,可较准确地测算出实际频率值。介绍一种电网谐波的近似算法。与离散 Fourier变换 (DFT)不同的是 ,在非同步采样时 ,该算法采用的旋转因子的频率能始终与第 k次谐波的频率一致 ,从而可有效地消除采样不同步引起的误差。这些方法在 PC卡式仪器上实现 ,并利用仿真信号进行了验证。结果表明 ,上述方法可有效地改进电网频率和谐波的测量准确度 ,具有工程应用价值     

改进非线性潮流算法在功率因素测量应用中的研究

在功率因数的数字化测量中,由于电网频率波动造成非同步采样,从而影响功率因素测量的准确度,本文首次将一种快速收敛潮流算法一改进非线性潮流算法,应用于功率因素的数字化测量中,在准确度误差不超过0,0003的条件下,计算时间却小于10ms,满足功率因素在线监测的同时,还可以实时检测系统频率,为同步采样提供了一条新的途径。     

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。     

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。     

一种分布式电源并网谐波电流补偿方法

为了降低分布式电源并网时输出的谐波电流,针对并网逆变器控制系统和电网谐波源的特性,给出一种分布式电源谐波补偿方法.采用基于同步采样序列的FFT算法实现在线谐波测量,设计包含电压谐波前馈和电流谐波反馈的谐波控制器计算补偿信号,通过调整逆变桥的SVPWM调制波形实现了谐波补偿.利用该方法在5 kw分布式电源实验平台实验,对并网运行条件下谐波补偿的效果进行了测试.实验结果表明,该方法在线谐波测量结果准确,谐波控制器计算的补偿信号作用于系统可以有效降低并网电流的谐波含量.     

基于离散傅里叶变换计算介质损耗因数的二周期修正法

提出一种基于离散傅里叶变换的二周期修正法, 利用该方法可计算电力系统的介质损耗因数. 通过将电网信号两个周期的采样修正为一个周期, 可减小由频率偏移导致的频谱泄露和截断误差. 误差分析表明, 该算法与传统方法(加窗法)的精度具有相同的数量级, 但其运算时间比传统方法运算时间减小3倍以上.     

电压型变频调速系统滤波电容介质损耗因数的监测

根据介质损耗因数对电容器进行故障诊断时需要准确提取同频率电压和电流信号的相位信息,而对于电压型变频调速系统而言,由于整流器及逆变电路会使直流侧滤波电容器外加电压、电流波形发生畸变,导致相位信息提取难度加大。为此,本文在同步采集滤波电容端电压和电流的基础上,使用加海明窗插值FFT算法计算电压、电流给定频率分量的相位,进而得出介质损耗因数。仿真分析及实验结果表明,所提出的监测方法具有较高的精确度以及较强的抗干扰能力。     

基于Hanning窗插值FFT的介损测量装置设计

 介质损耗是反映高电压电气设备绝缘受潮、劣化变质或气体放电等绝缘状况的重要指标,其准确测量对于电力系统安全、经济运行有着重要意义。针对高电压电气设备介质损耗在线监测的技术要求,本文提出了ADS8364＋TMS320F2812的介损测量装置构成方案,详细介绍了六路同步采样ADC的数据采集单元和以TMS320F2812为核心的数据处理单元电路设计。传统FFT方法进行介损测量容易产生频谱泄漏和栅栏效应,影响测量的精度,而加窗插值FFT修正算法可以明显提高测量结果的准确性,消除频谱泄漏和栅栏效应引起的误差。为此本装置采用基于Hanning窗插值FFT算法实现介损准确测量与分析。仿真结果表明,基于Hanning窗插值FFT算法的介损测量装置能有效克服谐波干扰、基波频率波动、采样点数变化及噪声干扰的影响,试验结果验证基于Hanning窗插值FFT算法的介损测量装置测试介损结果精确,且受频率波动的影响较小。     

一种改进的生成SPWM波形的等面积算法

SPWM变频器巳成为异步电动机变频调速的主要电源形式,为了减少SPWM电压波形的谐波,提高电压波形的质量,在分析巳有方法的基础上提出了一种改进的SPWM波形的等面积算法,即以采样周期的几何平均中心为SWPM波矩形脉冲中心的方法,并对该方法进行了谐波分析,最后给出了用数字信号处理器对该算法的实现,分析结果表明,该算法的谐波分量明显减少,谐波质量明显提高。     

电源谐波对介质损耗测量的影响

通过理论分析和试验实测研究了电源中的各种谐波对西林（Ｓｃｈｅｒｉｎｇ）电桥以及数字介质损耗测量系统中各个环节的影响。对西林电桥来说，检流计对谐波具有很强的抑制作用。文中发展了一种介质损耗的数字测量系统，其原理是测量电压和电流过零的时间以求取介质损耗角。在分析了谐波的频率、幅值、相位等对介质损耗测量的影响后，建议采用低通滤波器，以消除谐波所带来的误差。如果将三次、五次和七次谐波分量分别限制在１％、０．３％和０．１％以内，谐波的影响可以忽略不计。     

基于时域的电流检测新算法的进一步研究

针对传统电流检测算法存在的问题,提出了一种基于时域的电流检测算法.采用该算法的并联型有源电力滤波器可抑制谐波、校正功率因数、消除三相不平衡等.着重分析了该算法中各分量对应的物理意义,这对有源电力滤波器容量的选择具有指导意义.根据负载是否平衡,采用不同窗口宽度的滑动窗作为低通滤波器,保证了新的电流检测算法具有良好的检测精度和动态性能.实验结果证明,采用该算法的有源电力滤波器能够满足不同的补偿目的,且具有良好的精度(静态补偿实验时,补偿谐波后电流总畸变率为1 31%)和动态性能(动态补偿实验时,动态过程中电流总畸变率小于4%,且不会引起直流侧电压波动).     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

基于虚拟仪器的电容性设备介损在线监测系统

介绍了一种基于虚拟仪器的容性电气设备介质损耗正切值虚拟测量系统,利用National Instruments公司的软件平台LabVIEW和ADLINK公司硬件平台实现电信号的实时采集、分析、处理和存储,经过实验室模拟测试和变电站实际测试表明,该系统对电容性设备介质损耗的测量精度高,实测数据稳定,实测的介损值相误差小于5%,能满足实际在线监测的要求.     

改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量

非同步采样信号后，利用快速傅里叶变换（FFT）对信号处理时会出现频谱泄漏，导致FFT介质损耗角测量精度不高.为了提高介质损耗角测量精度，通过Rife-Vincent(Ι)窗的自乘运算构造出一种新的余弦窗，并设计了基于改进Rife-Vincent(Ι)窗的FFT介质损耗角测量方法.新窗函数比传统窗函数具有更好的旁瓣特性，可以提升频谱泄漏的抑制效果.仿真实验结果表明，加Rife-Vincent(Ι)自乘窗方法比加Hanning窗、加Blackman窗方法的介质损耗角测量精度更高.     

基于近似逆系统HVDC混合滤波器的数字控制器

为了治理高压直流输电系统直流侧的特征谐波,简化模拟控制器的机构,针对混合滤波器的频率响应特性,提出了一种新的基于近似逆系统控制策略的数字控制器。该数字控制器用TM S320C 32 DSP实现,由并联数字带通滤波器、移相器和放大器等部分组成。该控制器在PSCAD软件平台和实验室样机装置中进行了实验。实验结果表明所设计的混合有源滤波器的数字控制系统稳定,滤波效果优良。