基于小波和短时傅里叶变换的电网谐波分析

为了测量电网中的波动谐波,将小波变换和短时傅里叶变换方法相结合用于电网谐波分析.通过小波变换设计出一组带通滤波器来分离出基波和各次谐波,并采用短时傅立叶变换计算出基波和各次谐波的幅值、频率和相位.仿真结果表明,当信号中存在高斯白噪声时该算法仍可准确检测出基波和2到63次谐波的幅值、频率和相位,且算法简单易于实现.     

基于小波和短时傅里叶变换的电网谐波分析

为了测量电网中的波动谐波,将小波变换和短时傅里叶变换方法相结合用于电网谐波分析。通过小波变换设计出一组带通滤波器来分离出基波和各次谐波,并采用短时傅立叶变换计算出基波和各次谐波的幅值、频率和相位。仿真结果表明,当信号中存在高斯白噪声时该算法仍可准确检测出基波和2到63次谐波的幅值、频率和相位,且算法简单易于实现。     

一种高精度的电网谐波/间谐波检测的组合优化算法

为了提高电能质量,准确测量电网中的谐波和间谐波频率、幅度和相位,给出一种高精度的电网谐波和间谐波检测的组合优化算法。首先,利用双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法,检测出谐波和间谐波的频率值;再构建谐波和间谐波信号幅值和相角参数的目标函数,设定初始值和迭代精度,由拟牛顿优化算法对目标函数进行迭代运算,检测出相应的谐波和间谐波信号的幅值和相位角。利用该方法对复杂间谐波信号进行检测,仿真实验结果表明,基于双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法和拟牛顿法的组合算法实现了间谐波幅值、频率和相位三个特征的较高精度检测。且该算法具有较高的抗噪声干扰能力。     

滑窗APDFT算法在电力谐波检测中的应用

为解决传统电力谐波检测方法在电网频率偏移时,因非同采样造成增大检测误差的问题,文中根据全相位傅里叶变换的相位不变性及滑窗傅里叶变换优越的实时性的特点,提出了一种基于滑窗全相位傅里叶变换的谐波检测新算法,并给出了该算法的实现框图.利用MATLAB对算法的计算量和实时性进行了仿真分析,验证了滑窗全相位傅里叶变换的信号处理速度比全相位傅里叶变换快一倍,并具有相位不变性,在电网频率偏移时也有较高的谐波检测精度.     

一种高频率分辨率的谐波、间谐波分析模型

非线性负载、电力电子设备等给电力系统引入了大量的谐波、间谐波,对电力系统的安全稳定运行造成威胁。离散傅里叶变换（DFT）技术频率分辨率较低,当间谐波与基波或者谐波之间的频率间隔较小时,无法对邻近频率分量进行准确分辨;矩阵束法等频率分辨率较高的算法通常运算量较大,只能进行谐波、间谐波的离线分析。该文结合全相位傅里叶变换（ApFFT）和泰勒傅里叶多频模型,提出一种频率分辨率高、计算量小的谐波、间谐波分析模型,其频率分辨率远大于传统DFT技术,运算速度约是矩阵束法的39倍。该文对该模型的噪声鲁棒性、频率分辨率、运算速度进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的模型具有良好的噪声鲁棒性,频率分辨率可以达到12Hz,进行谐波、间谐波分析时的频率误差小于0.01Hz,幅值误差小于5%,可以实现谐波、间谐波的快速检测。     

基于全相位傅里叶变换的煤矿电网电能质量分析

根据当前煤矿电网负荷特点,在详细对比了当前谐波和间谐波分析方法的基础上,引入全相位傅里叶变换对煤矿电网中的谐波和间谐波进行分析.在谐波的测量中,对基于Hanning加窗插值法、基于B-H加窗插值法、基于Blackman加窗插值算法和全相位傅里叶算法分别进行了仿真计算比较.发现基于全相位傅里叶算法对谐波的测量误差远远小于其他三种加窗算法.在间谐波的测量中,对比了Rife-Vincent(Ⅲ)窗法和全相位傅里叶算法的仿真计算结果,表明基于全相位傅里叶算法对间谐波相位和频率的测量误差远远小于Rife-Vincent(Ⅲ)窗法,对间谐波的幅值测量精度也远高于Rife-Vincent (Ⅲ)窗法.仿真计算结果表明,基于全相位傅里叶修正算法能对谐波中的偶次、奇次及间谐波中的特定次谐波进行有效测量分析,该算法精度高,可靠性高.     

基于FFT和优化匹配追踪的谐波/间谐波检测

谐波和间谐波干扰严重影响电力系统的正常运行,将快速傅里叶变换(FFT)和采用局部优化的匹配追踪算法相结合,并构造离散正弦字典,实现在含有噪声、基波频率偏移和频率相近的间谐波情况下的谐波和间谐波参数检测。采用循环迭代方法,按照能量大小,依次提取出谐波和间谐波扰动成分,每次迭代首先用FFT估计出当前频率参数,并搜索该频率下的相位,然后以该频率和相位作为初值,用Nelder-Mead算法获得优化后的频率和相位值,并通过MP算法提取出匹配信号表达式,进而获得幅值参数。仿真结果表明本文提出的算法计算复杂度低、物理意义清晰,具有较好的检测精度和抗噪性能。     

dq变换和MUSIC算法在间谐波检测中的应用

随着非线性电力电子器件的大量应用,电网存在频率为基频非整数倍的间谐波,其幅值远小于基波和谐波,并具有时变性,因此对它的检测要难于谐波。为此,采用dq变换和MUSIC算法相结合的方法进行间谐波频率检测,信号的幅度和相位由最小二乘法来估计。dq变换可以消除大幅度基波分量;基于矩阵特征分解的MUSIC算法可检测出短数据条件下的谐波和间谐波,适合短时平稳的间谐波检测,两者相结合可以有效检测出大幅度基波附近存在小幅度间谐波。仿真实验表明,噪声幅度和间谐波幅度相当时,在仅4个周波的数据情况下能检测出大幅度基波附近存在小幅度间谐波     

基于双窗全相位FFT双谱线插值的谐波和间谐波分析算法

在利用传统快速傅里叶变换进行谐波和间谐波分析时,由于非同步采样或非整周期截断,容易影响谐波和间谐波的检测精度。本文提出了一种基于双窗全相位快速傅里叶变换双谱线插值的电力谐波和间谐波分析算法。该算法利用双窗全相位快速傅里叶变换主谱线相位值来估计信号初相位,选择紧邻峰值频点的左右两根谱线进行频率和幅值的插值校正,结合多项式拟合函数推导出典型窗函数下全相位快速傅里叶变换的实用修正公式。通过与传统快速傅里叶变换双谱线插值法、全相位快速傅里叶变换比值法及全相位快速傅里叶变换相位差法的仿真对比实验,验证了所提出的新算法在密集频谱分析、谐波和间谐波的高精度检测及克服白噪声污染等方面的准确性与有效性。     

汉宁双窗全相位FFT三谱线插值检测谐波算法

在非同步采样情况下,利用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时,会带来频谱泄漏现象和栅栏效应,影响了信号的量测精度.为此,提出了一种汉宁双窗全相位FFT三谱线插值检测谐波算法.该算法原理是:在汉宁双窗全相位FFT分析的基础上,利用基波频点附近的3条相邻谱线幅值作比,计算出频率校正量,并由此估计出谐波信号的幅值;然后,结合全相位FFT分析的相位不变性,将采样点处幅值最大的谱线相位作为信号的初相.仿真实验表明,与其他插值算法相比,该算法可以更有效地降低谐波参数检测误差,减少白噪声干扰的影响.     

基于最优开关角的逆变器谐波优化研究

为了更好地抑制谐波和提高输出电压波形质量,在对逆变器进行深入分析与研究的基础上,提出一种新型最优开关角调制方法应用于SPWM逆变器。该方法仅对调制脉冲波的起点进行优化,而脉冲宽度依然随着正弦规律变化,在建立优化数学模型时加入滤波环节模型,目标是使滤波输出电压波形的THD最小,同时基于实际非理想情况考虑系统对开关角的灵敏度。在多个约束条件下求解非线性超越方程的最优解,并在不同开关频率、调制度和负载阻值下与一般SPWM调制方法对比优化效果,找到优化效果的最佳条件。最后,通过仿真和硬件实验验证所提方法的正确性。     

基于数据挖掘的楼宇电力能耗分析模型研究*

电力能耗分析对于建筑楼宇制定有效节能方案具有重要指导意义。提出一种基于K-均值聚类和FP-Growth关联规则的楼宇电力能耗分析模型,对商业楼宇总能耗、分项计量数据、气象温度等数据进行数据挖掘,得到具有一定启发性的强关联规则,为进一步完善楼宇设备的优化运行策略提供理论支撑。将所提方法应用于上海某栋建筑楼宇的能耗分析中,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于参数估计的工频交流信号过零时刻检测方法

智能电网调试工程中广泛应用数字化检测设备,其相位准确度可通过工频交流信号过零时刻检测装置转换成时间准确度的检测,而当前大多数工频交流模拟信号过零检测方法用于电网同期检测,其准确度均达不到微秒级要求。本方法通过对输入信号进行连续采样,分别使用峰值检测及Levenberg-Marquardt算法估计正弦模型的相对频率和相位参数,并根据模型及估计的参数计算准确的过零时刻。在MATLAB上实现了该算法及模拟环境,改变信号的采样频率、估计信号长度、谐波分量及信噪比等参数,分别对算法进行测试。仿真结果表明,该算法在采样频率100 ksps,拟合数据长度不小于104时,对谐波含量1%以内,信噪比40 d B以上的工频交流信号过零时刻的估计误差为1μs左右。     

基于区块链技术的分布式电力市场交易平台研究

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式电力市场交易平台,利用区块链技术去中心化、开放性、匿名性及安全可靠性等优势,建立基于电力交易智能合约的分布式电力交易机制,采取分布式出清交易方式满足大规模电力交易需求,适应大规模可再生能源的迅速发展。     

农村10kV配电线路单相接地故障分析

通过对农村10kV配电线路单线接地故障原因的分析,指出单相接地故障对变电设备和配电网的危害,提出预防和故障处理办法,并建议应用新技术新设备,减少单相接地故障的发生,确保配电网安全、经济和稳定运行。     

基于ReliefF与互信息结合的特征评价、筛选的家庭负荷类型辨识方法研究

家庭负荷识别是实现需求侧精细化管理的关键。针对现有家庭负荷辨识研究中对所提取特征贡献度及相关性分析不足的问题,提出了基于ReliefF与互信息结合的特征评价、筛选的家庭负荷类型辨识方法。文中在现有研究基础上提取了16个家庭负荷运行暂、稳态特征,对其权重及特征间相关性进行分析,筛选了其中辨识效果最优的特征组合,利用基于粒子群优化的支持向量机(Support Vector Machine based on Particle Swarm Optimization,PSOSVM)分类模型对实测数据样本进行了辨识。算例结果验证了所提算法的准确性和优越性。     

基于日负荷指标及改进分布式K-means聚类的用户用电规律研究

负荷聚类不仅能为精细化负荷预测提供高质量数据,还能结合用电规律进行用户行为分析;为应对海量负荷数据挑战,提出一种基于日负荷指标的降维及分布式K-means聚类算法。通过建立日负荷指标,将原始高维负荷数据转化为低维负荷指标;基于负荷指标,利用熵权法改进的分布式K-means算法进行聚类,挖掘出隐藏的典型负荷类型;结合算例,根据得到的典型负荷类型进行用电规律分析,与实际用户类型匹配,实现四类典型用电规律的归纳。     

基于S-LCL补偿的磁场感应式电能传输系统研究

无线电能传输(wireless power transfer, WPT)是电力电子领域当下的热点研究方向之一。在许多应用场合,需要无线电能传输系统具备不受松耦合变压器线圈自感所限制,且与负载无关的恒定电流输出能力。文章提出一种基于S-LCL补偿的磁场感应式无线充电系统及其补偿参数的整定方法。通过对系统补偿参数的合理设置,系统能够在近似零相位角(zero phase angle, ZPA）运行下实现电流的恒定输出。通过调整补偿参数的大小,功率MOSFET能够实现零电压开关(zero-voltage switching, ZVS)。为验证理论分析的正确性,文章搭建了实验样机,其输入直流电压为50V,输出直流电流为4A,电能最大传输效率达92.8%。     

基于SPSO算法的分布式电源优化分配

分布式发电(DG)设备能够接入电网中增加电网强度,最大限度地减少实际功率损耗,提高总线电压和配送系统的效率。而DG优化分配(The optimal DG,OPDG)用于提供DG的最佳接入位置,在考虑到DG容量和电压限制的前提下以优化电力配电网的运行。本文采用选择性粒子群优化(Selective Particle Swarm Optimization,SPSO)算法来解决配电网中最优DG布局的问题。目标函数用来解决最佳DG接入位置和配电网中DG机组的大小,以达到有效降低功率损耗,提高电能质量的目的。最大DG穿透水平考虑在总负载的0-50％的范围内。最后,将在IEEE 33和69标准节点总线系统上进行测试,测试结果将与最新的优化技术相对比,从而得出本文提出的方法更加有效率。     

基于变电站试验现场移动式智慧实验室系统研究

当前应用在变电场现场的实验室系统无法快速地对故障设备作出反应,也无法获取变电站总负荷以及线路功率损耗,导致对电力运行状态的测试不够精准。为此,设计了变电站试验现场移动式智慧实验室系统。对于系统硬件,提出集成式变电站可移动系统框架,设计实验室进出线路主电路,以阻抗匹配方式模拟电流数据。在软件部分设定变电站移动式实验室电压与电流,识别异步传输数据源接口信息信号,定位特高频电力设备划分试验现场,完成变电站试验现场移动式实验室系统设计。测试结果表明：以220 kV变电站运行情况为测试样本,模拟电力设备电路的故障,此次设计的实验室系统能够真实反映设备运行情况,并在局部放电幅值监测过程中,可以在发生异常信号的瞬间进行定位,符合国家运行标准。