基于TLS-ESPRIT的电力系统基波检测新方法

针对电力系统基波频率测量的现状,提出一种基于TLS-ESPRIT的高精度频率测量新方法.TLS-ESPRIT是一种现代信号处理方法,是子空间估计方法中的一种.该方法的信号模型中考虑了噪声的影响,因此,具较强的抗噪声能力.直接采用该法分析多重极点信号时会因受噪声的影响而得不到完全相等的多重极点.应用多重极点恢复的方法对其进行改进可得到精确的实际频率.针对有谐波、间谐波、噪声等复杂背景下的基频检测进行仿真分析,仿真结果表明:该方法检测精度高,抗噪声能力强,尤其对时变性较强的调幅性间谐波信号具有强适应性.     

改变窗长相位差校正法的改进与抗噪性能分析

提出了一种改进的改变窗长相位差校正法来估计谐波信号的频率,与原方法相比,改进后的方法只需做一次快速傅立叶变换(FFT)和一次单点离散傅立叶变换(DFT),提高了运算速度.分析了改进方法的抗噪声性能,推导出了在高斯白噪声背景下频率估计误差的方差公式,并通过仿真计算验证了推导公式的正确性.仿真结果表明改进后的方法具有更强的抗噪能力.     

高精度介质损耗角实时在线测量方法

为提高电气设备介质损耗角的测量精度,利用最优相关滤波法提取基波信号,通过短时傅里叶变换（STFT）插值谐波方法,抑制长频谱泄露的影响。仿真结果表明,最优相关滤波法可以克服加性噪声和调制性噪声的影响,在低信噪比情况下,能够有效消除噪声并检测出有用信号,提高STFT加窗谐波分析法的计算精度。系统频率在49.5～50.5 Hz时,该算法仍能保持较高的计算精度,且受频率变化影响较小。该方法能有效提高信号的分辨能力和准确度。     

一种高精度的电力系统谐波分析方法

针对电力系统谐波的危害和谐波治理的需要,提出了一种高精度的电力系统谐波分析算法,利用该算法可快速获得电力系统基波及各次谐波的高精度幅值和相位.提出并证明了该算法的收敛性定理,给出了利用该算法进行谐波分析的仿真实例.仿真结果表明,提出的谐波测量方法与其他方法相比具有更高的计算精度高和更快的计算速度,因而在电力系统谐波测量中有较大的应用价值.     

采用加窗插值FFT与逐幅谐波消去法的电机谐波算法

对电机的实测信号进行谐波分析时,由于难以保证信号同步采样和存在测量噪声,采用快速傅立叶变换(FFT)方法进行谐波分析会出现栅栏效应和频谱泄漏现象,不能获得信号准确的谐波参数.作者采用加窗插值FFT,并提出逐幅谐波消去法,以便能精确地分析高次谐波.以基于Blackman-Harris窗的加窗插值FFT算法推导出关于频率偏差的9次方程.实例计算表明,采用加窗插值FFT和逐幅谐波消去法可有效地减少泄漏,降低噪声的干扰,从而可精确地获得各次谐波的幅值和相位.     

基于波束空间求根MUSIC算法电力系统谐波检测

针对传统电力系统中谐波检测方法存在的精确度低、抗噪性差等问题,本文将波束空间求根MUSIC算法应用于电力系统谐波检测. 该算法以信号空间为模型,用盖氏圆检测出信号源数,利用波束空间将阵列接收的数据通过变换得到波束空间的数据,再将波束空间的数据分解为噪声和信号子空间,由该两个子空间的正交性构造多项式,通过求解此多项式,得到信号的频率估计值,最后由扩展PRONY方法计算得到信号的幅值. 仿真实验验证和实际数据分析表明该算法在电力系统谐波检测中是切实可行的.      

一种新型电力系统谐波监测仪的研制

针对电力部门对电网运行质量进行监测的要求,设计了一种以高精度的浮点运算DSP(TMS320C32)为核心的电力系统谐波监测仪。应用加窗分裂基快速傅立叶变换算法进行数据分析,并选用双路异步串行通讯PC16552进行测量参数的设置和传送等工作。实践证明本装置能够准确而且快速地监测电力系统各次谐波参数,具有使用方便、功能丰富等实用价值。     

离散傅里叶变换的自适应循环电力谐波分析算法

提出一种基于DFT的自适应循环电力系统信号分析算法,该算法将插值算法和相位差校正算法进行融合.首先使用插值算法估计被检测信号的频率,计算出最佳的信号整数倍周期的截断长度,然后利用相位差校正算法纠正测量分量的频率、相位和幅度等参数,信号中各频率分量在迭代循环中进行分离.仿真实验中,通过添加海明窗、汉宁窗、布莱克曼窗和莱夫-文森特窗等来展示该文方法的效果.实验结果表明,该方法相比其他算法具有较高的计算精度.     

基于FFT加窗插值算法的应用研究

快速傅里叶变换(FFT)算法被广泛应用于电力系统谐波检测,但频谱泄漏、栅栏效应一直是影响测量准确性的重要因素,为此提出了一种FFT加窗插值算法.通过加窗函数、插值修正函数,对FFT算法进行优化,并利用谐波分析的试验实例进行了验证,计算结果表明:加窗加插值FFT算法,可以提高谐波检测精度,达到测量要求,满足电力系统谐波检测需求.     

基于ANCT的谐波和基波无功电流检测方法的研究

针对传统的检测方法存在计算量大、瞬时性差等缺点,采用自适应噪声抵消技术(ANCT)进行谐波和基波无功电流检测,并根据检测原理设计出检测电路.由于该方法具有计算量小、实现容易的特点,从而避免了采用其他方法进行大量计算带来的延时问题.仿真结果表明,采用ANCT技术响应速度快、检测精度高、自适应能力强.     

基于傅立叶变换的逆变器故障检测新方法

利用加窗傅立叶变换对逆变器输出的正序分量进行了分析,获得了输出信号的正序对称分量,提出了基本谱残差的概念.定义了故障决策函数,利用仿真或实验确定故障阈值,通过基本谱残差与阈值的对比可实现逆变器的故障检测,仿真结果表明了本文方法的有效性.     

Kaiser窗三谱线插值电力谐波分析

在非同步采样以及非整数周期截断情况下,快速傅里叶变换会产生频谱泄露和栅栏效应,使计算结果存在较大误差,无法得到准确参数。常用窗函数固定的旁瓣性能制约了已有加窗插值算法的误差修正效果。而凯赛(Kaiser)窗的主旁瓣高度之间的比重可依据需要自由选择,其主旁瓣能量的比例也近乎最大。文中提出基于Kaiser窗的三谱线插值FFT的电力谐波分析方法,推导了基波以及各次谐波的幅值、频率和初相位的插值修正公式。仿真结果表明,所提算法设计灵活且易于实现,在基波频率波动以及白噪声干扰下都有较高的谐波参数估计准确度,验证算法能够有效消除泄露和栅栏效应的影响,提高了谐波分析的准确性。     

基于改进广义S变换的井筒波压制

VSP资料中经常出现能量比较强的井筒波,目前其压制方法主要利用中值滤波和F-K滤波。由于中值滤波存在统计效应,而F-K变换经常存在空间假频,都很难取得理想效果。基于井筒波和有效信号的时频差异,提出利用改进的广义S变换(采用宽度可变的高斯窗函数,其时窗宽度随频率呈正比,在低频段时窗较窄,获得较高的时间分辨率;高频段时窗较宽,故可获得很高的频率分辨率)对井筒波进行分离和压制。理论推导和实际数据计算表明,基于吸收改进的广义S变换的井筒波压制明显突出了有效信号,提高了信噪比。      

时间域质心频移法估算品质因子Q

品质因子Q 是表征地下介质对地震波吸收衰减强弱的参量,是储层预测和油气检测的重要参量。质心法是估算Q 值的常用方法,精度和稳定性均较高,但该方法需要计算地震子波谱的质心和带宽,其精度依赖于波谱的提取质量。为避免地震子波谱的问题,提出时间域质心频移法,实现了在时间域估算品质因子Q,其核心是根据子波波形信息在时间域直接估算质心频率和带宽。对于常相位子波,其频谱的质心频率即包络峰值处的瞬时频率;对于Gauss 谱子波,其带宽可由包络宽度换算得到（两者乘积为一常量）。当地震子波近似为常相位及Gauss 谱时,可在时间域估算质心和带宽,按质心法公式估算Q 值,规避了地震子波谱的提取。VSP 下行波模型测试及实际资料应用表明,时间域质心频移法是可行可信的。     

含负折射率材料光子晶体耦合腔的传输特性

基于三分Cantor分形多层序列结构,设计了一种一维光子晶体耦合腔结构.用传输矩阵法研究了当引入的缺陷介质为负折射率材料时,该晶体耦合腔的传输谱和场局域化特征;在透射谱中得到了一个半高宽仅为0.19 nm的超窄透射窗口,通过曲线拟合得出了缺陷层折射率与超窄透射窗口位置之间的非线性解析关系.新耦合腔结构在光通信超密集波分复用和光学精密测量等领域中有一定的应用价值.     

一种改进的语音基频轮廓提取算法

在说话人识别课题中，需要提取精确的基频轮廓作为特征参量，但通常使用传统的固定窗口长度的短时自相关函数算法并不能够适应各种不同人的发音。论文使用了一种可变窗口长度的改进算法，实验表明它有更强的适应能力。文中还介绍了一种改进的基频“野点”平滑算法，它能够在去除野点的同时，更好地保存正确点的信息。     

工程信号的小波时—频分析方法

讨论了如何采用小波变换对工程信号进行时－频分析的方法,给出了小波变换时－频窗位置及大小与尺度及信号采样间隔的定量关系。     

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.     

基于谐波注入法的差分式非接触电压测量

当前基于电容耦合的传感器尚无有效、便捷的耦合电容动态校准方法,影响测量精度。因此,本文提出了基于谐波注入的差分式非接触电压测量方法,首先利用感应探头与跨阻运算放大器将基频信号引入测量系统;其次通过屏蔽罩,减小外界杂散电容变化带来的干扰,改进探头并引入差分式电路结构,消除运放输入电容的影响;接着对测量电路注入谐波,并利用DFT实现对响应信号中基波信号与谐波信号的提取,通过谐波源与谐波响应信号的比值,求解出耦合电容参数,实现其动态校准;然后将校准的电容参数代入基波方程,实现基波电压信号的测量;最后,通过仿真结果表明,文章所提的测量方法可在10kV的应用场景中满足对变化的耦合电容校正要求,且最大的电压测量误差小于0.4%