基于GPS同步采样技术在电子系统中的应用

基于GPS高精度授时作为电力系统的同步时钟，实现电力系统高精度数据的同步采样。本文介绍了基于GPS的同步采样原理，并着重讨论了其在电力系统状态监测、控制测量和继电保护等方面的应用研究。     

基于GPS同步相量的电力系统暂态稳定预测控制

首先简要回顾了全球卫星定位系统 (GPS)技术在电力系统应用中最近 10年的发展 ,研究了基于 GPS同步相量的电力系统暂态稳定控制的实现前提和理论模式。分类综述了国内外在利用 GPS同步相量技术研究电力系统暂态稳定实时控制方面的研究成果 :基于简化模型、同调组法、角度曲线外推法、能量函数法和人工智能法等 ;总结了 GPS技术与电网稳定控制结合的多种途径 ;并提出了基于同步相量实现电力系统的区域暂态稳定控制是 GPS应用于电力系统的最高形式 ,最后提出轨迹分析和数值计算相结合的在线安全稳定监控理论框架     

双星系统高精度共视授时技术

远距离、高精度的时间同步对SDH通信网、电力系统调控和卫星导航系统等有着极其重要的意义.在深入研究双星定位导航系统与GPS共视授时理论的基础上,提出了采用双星系统共视授时技术实现远距离、高精度时间同步方法,给出具体的计算模型、误差分析、实验平台、数据处理和仿真.实验结果表明,双星系统共视授时技术可以达到15 ns的授时精度,能够实现远距离、高精度的时间同步.     

基于IEEE1588实现电网多时钟源时间同步系统应用的探讨

"北斗一号"用于电网保护装置时钟校准的应用设计,目前已在电网上使用且效果良好,正在引起电力运行部门越来越多的关注。随着电力系统管理和运行自动化程度的提高,电力网的时钟统一性、自主性和安全性的迫切要求,必然要求电网摆脱完全依赖GPS的局面。本文根据电力系统对时钟同步要求高精度和高安全性的原则,提出了一种基于IEEE1588协议实现北斗系统和GPS系统多时钟源的同步方案,采用IEEE1588协议实现时钟的同步,从而实现整个电力网络时钟同步的精度要求和安全要求。     

基于DFT的频率预估改进算法研究

对同步采样方法进行了深入研究,提出了基于DFT相位差的频率估计改进算法,该算法使频率估计和频率跟踪具有了一定的相互促进作用.算法每次要求采样两个周波的数据,然后根据采样点数据进行新的频率估计.此外,文章还对其他软硬件同步方法进行了介绍,对电力系统谐波分析等有一定参考价值.     

电力系统广域量测不良数据处理研究

随着我国经济的不断发展,电力系统规模日益扩大以及接线的复杂程度不断上升,为了安全有效的输送电能,需要保证电力系统的实时量测数据的准确性,同步相量测量技术是现代电力工业的最重要技术之一,基于GPS的时钟同步相量量测单元(PMU)使得电力系统的实时电压和电流相量的直接测量成为可能。由于PMU具有精度高、全网严格的时钟同步、采样周期短等优点,同步测量技术在电力系统状态估计方面发挥着越来越重要的作用。该文研究基于PMU的量测信息存在不良数据的情况,提出一种处理不良数据的方法,对当前量测相量逐维地与历史量测进行Kalman滤波计算,结合仿真计算,分析其在工程上的应用前景。     

电力系统中谐波分析的高精度FFT算法

在非同步采样情况下快速傅立叶变化存在较大的误差,特别是相位的误差,无法直接用于电力系统谐波分析.为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电力系统中的谐波分析精度,文中通过加窗和插值对原算法进行了改进.仿真结果表明,改进后的算法在非同步采样时,分析精度有显著提高.     

基于嵌入式技术的电力系统动态记录装置的研制

设计了一种采用Nuclues Plus和WinCE嵌入式操作系统的电力系统动态记录装置,介绍了该装置的原理、结构及其特点.该装置克服了一般录波器的不足,具有可靠性高、测量精度高和GPS高速同步采样的特点,能以低速和高速两种记录方式连续记录系统故障的动态变化过程,并能广泛应用于电力系统安全动态监测系统,且所提出的嵌入式技术设计方法可用于其他行业的嵌式测控装置的设计.     

GPS/INS延时估计与基于残差重构的延时补偿算法

传感器采样延时是多传感器信息融合过程中面临的一个重要问题,全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)的组合导航系统是智能汽车常用定位方式,但常面对GPS采样延时的问题,因而会造成对INS误差状态的错误估计,影响定位定速的精度.本文针对该问题,在传统的GPS/INS松耦合组合导航模型的基础上提出一种延时估计和补偿的算法.首先建立延时估计模型,估计时间同步误差,然后构建残差传播方程,利用残差重构的方式进行延时补偿,实现基于软件的时间同步.根据试验中对速度、位置误差及均方根误差的分析,改进的滤波算法有效地降低了GPS采样延时引入的误差,提高了定位和定速的精度.     

电力部门安全检测保护的发展前景

因为计算机和光电技术的高速发展,新型电流互感器、光学电压渐渐显现出广阔的前景,新型光学数字式电压、电流互感器取代电磁式互感器是继电保护的一个发展方向.随着计算机技术和通信技术的飞速发展,尤其是基于GPS的全网同步技术的出现,GPS和光纤通讯的结合实现了向量测量(mpu)的快速和同步,是电力系统控制的一个发展方向.     

基于嵌入式技术的电力系统动态记录装置的研制

设计了一种采用Nudues Plus和WinCE嵌入式操作系统的电力系统动态记录装置，介绍了该装置的原理、结构及其特点。该装置克服了一般录波器的不足，具有可靠性高、测量精度高和GPS高速同步采样的特点，能以低速和高速两种记录方式连续记录系统故障的动态变化过程，并能广泛应用于电力系统安全动态监测系统，且所提出的嵌入式技术设计方法可用于其他行业的嵌式测控装置的设计。     

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。     

时分采样实现三分量地震数据并行同步采集

为降低三分量地震信号并行同步采样系统功耗并压缩其体积,结合数字信号处理中的采样率变换理论,提出以时分采样系统实现三分量地震信号的并行同步采集方案;该方案通过对三组时分采样结果做三倍插值将其转换为并行同步采样序列,再经信号插值或抽取实现数据采样率由系统采样率向目标采样率的转换。误差分析表明该转换过程数值计算精度已优于系统硬件分辨率。该方案突出特点是可优化带限信号并行同步采样系统功耗和成本,提高系统性能。     

混场源电磁接收系统同步数据采集技术

在混场源电磁探测中,为弥补天然场电磁信号频率低、能量低的不足,实现接收机对发射信号的有效接收,在分析发射、接收系统工作原理的基础上,提出基于全球卫星定位系统(GPS:Global Position System)的同步数据采集方案。该方案采用发射机发射不同频率高频电磁波作为人工场源,运用GPS的定时定位功能,校准发射、接收系统时间,控制两系统时钟偏差在1 s 以内,确保信号发射与接收同步进行。实验表明,该方案提供的人工发射信号与低频天然场信号相结合,可将混场源电磁探测信号的频率范围由0.1 Hz ~1 kHz扩展到0.1 Hz~50 kHz,拓宽了仪器的探测深度。     

基于FPGA和CPCI总线的电力系统交流采样板的设计

根据FPGA和CPCI总线的特点,介绍了一种基于FPGA和CPCI总线的电力系统交流采样板的设计.应用高性能8路同步采样AD芯片AD7606进行数据采集,FPGA进行数据处理,简化了上层软件的运算量及底层电路布线的难度,采用CPCI总线进行并行传输,提高了系统的实时性.该设计为实现交流量采集提供了一套可靠的解决方案.     

软件实现同步采样的频域误差分析

分析了同步误差产生的原因,导出同步误差引起信号频域分析误差的计算模型,并以标准正弦波信号、含有谐波干扰的信号(电力系统中的实际电流、电压信号)为例,在频域中对软件实现同步采样的误差进行仿真计算与分析.结果表明,由于采样测量中存在同步误差,使信号频率发生偏移,信号幅值减小,信号泄漏增加,降低了微弱信号的分辨率.     

变频感应电动机测试系统的研究

描述了变频器－电动机测试系统的数学模型,对基于数字滤波的软件同步采样法进行了改进。在微机、高速采样卡、虚拟仪器软件构成的平台上,实现了对变频器供电的电动机的测试,通过修改软件,可满足不同的测试需要。在测量传输功率较大的变频电动机的功率时,采用了损耗总和法进行计算。所研究的测试系统获得了满意的精度要求。     

压缩传感在电能质量扰动信号分析中的应用

针对电能质量扰动信号分析中, 传统信号处理方法存在采样数据量极大、 采样时间长、 压缩时浪费采样资源等问题, 将压缩传感（CS: Compressed Sensing）应用于电能质量扰动信号分析中。实现了采样与压缩同时完成, 极大地降低了采集的数据量和采样速率。通过对压缩传感的过完备字典设计, 实现了压缩传感同时检测多个电能质量扰动信号, 以及压缩传感对信号在一维、 二维上的重构, 并对重构的电能质量扰动信号进行分析。实验结果表明, 与传统的电能质量扰动信号处理方法相比, 该算法在采样数据量、 重构效果方面都有很大提升, 得到的重构信号误差更小, 对信号的分析更准确。     

免测绘型数字交通精确制图程序研究

针对传统地图制图必须进行精密测绘或航空摄影以获得地理图像及位置坐标的问题,提出了一种与传统过程反序操作的全新的免测绘型数字交通精确制图方法.该方法据城市栅格地图可智能地提取交通网络信息,从而获得矢量地图;利用道路GPS轨迹(含准确经纬度)叠加于矢量地图,取得地图校正采样控制点;通过拓扑变换来完成地图节点坐标的精确校正,并为应用地图道路结构特征的带有闭环控制的道路聚类过程和动态离散拓扑变换实现数字地图的非线性校正,提出了离散非线性校正算法.以合肥城区的地图生成过程为例进行了实验,结果证明了免测绘制图方法在生成高精度数字地图上是有效的.