一种基于锁相同步与滑窗迭代DFT的电力有源滤波器的设计与实现

电力有源滤波器APF（Active Power Filter）的动态补偿要求能够准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流。首先提出了一种基于硬件锁相同步的滑窗迭代DFT谐波检测方法,该算法通过硬件锁相同步,可大大减小DFT在非同步采样时带来的误差。然后完成了一个基于上述算法的适用于低压配电系统的并联型APF的设计。仿真实验结果表明了该方法的可行性。     

基于加汉宁窗插值的金属氧化物避雷器改进容性电流补偿法

改进的容性电流补偿法能减轻电网谐波给金属氧化物避雷器阻性电流测量造成的误差,有效地获得MOA的阻性电流。但DFT在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,影响了计算所得阻性电流的准确性。为了解决这个问题,提出了基于加Hanning窗插值的改进容性电流补偿法,有效减轻了非同步采样给阻性电流测量带来的误差,提高了根据阻性电流基波和三次谐波判断MOA故障方法的有效性。仿真分析验证了提出算法的有效性。     

应用复幅度实时检测电网频率的新算法

首先简要分析了频谱泄漏的成因和其对频率分析中DFT算法的影响。在理想同步采样的条件下,提出了一种基于简谐信号复幅度的频率偏差求取算法。再依据实际采样和电网信号的特点,修正了该算法,并得出了电网频率实时检测的迭代公式。仿真结果表明,该算法在非同步采样条件下能精确、快速地跟踪频率变化,且运算量小、收敛性好、抗谐波干扰能力强,在以交流电信号实时检测为基础的系统中有较强的应用价值。     

应用复幅度实时检测电网频率的新算法

首先简要分析了频谱泄漏的成因和其对频率分析中DFT算法的影响.在理想同步采样的条件下,提出了一种基于简谐信号复幅度的频率偏差求取算法.再依据实际采样和电网信号的特点,修正了该算法,并得出了电网频率实时检测的迭代公式.仿真结果表明,该算法在非同步采样条件下能精确、快速地跟踪频率变化,且运算量小、收敛性好、抗谐波干扰能力强,在以交流电信号实时检测为基础的系统中有较强的应用价值.     

随机环境下电力系统谐波分析算法

离散傅里叶变换（DFT）是电力系统谐波分析常用的算法。研究随机环境下DFT算法在同步采样和非同步采样2种情况下的统计特性,DFT算法包括普通DFT算法和加窗DFT算法,统计特性包括均值、方差和相关性等。导出了用加窗DFT算法实现谐波幅值和相位无偏估计的条件,并由此提出了一种新的时变加权DFT算法。基于MATLAB软件的仿真结果证实了结论的正确性。     

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。     

电力有源滤波器中对指定整数次谐波检测的DFT算法

根据带通滤波器的瞬时谐波检测方法,离散傅里叶变换基本思想,提出了运用基于DFT的滤波算法实现带通滤波。该算法可从原电流分离出指定次数谐波的分量,通过PWM对原电流进行反相补偿,以滤除指定谐波分量。基于理论上更有效地提高了谐波检测的准确度和检测实时性,在对指定次数谐波进行实时补偿方面具有一定的优势。理论研究和仿真表明．根据该DFT算法设计的数字系统可实现对指定次数谐波的检测。     

基于Hanning卷积窗的DFT介质损耗角测量算法

在高压电气设备介质损耗角在线监测中,DFT算法用于介质损耗角(介损角)测量时,系统频率的波动所造成的非同步采样将会产生泄露效应,从而会影响介损角测量精度。文章详细地分析了DFT算法非同步采样造成的泄露效应,提出了一种基于Hanning卷积窗的DFT介质损耗角测量算法。该算法采用Hanning卷积窗对电流和电压信号进行加权,利用频谱相位差校正法进行频谱校正以获得基波相位,根据电流与电压的基波相位差计算出介损角。通过仿真给出了该算法在电压频率波动和白噪声变化时计算所得介损角的变化情况,通过分析验证了该算法的有效性。     

一种新的分布式并网逆变器预同步算法

介绍了一种适用于并网逆变器预同步操作的电网电压基波分量递推DFT算法。该算法既能够可靠跟踪电网电压基波分量的相位、频率和幅值,又减少了计算量,保证了算法的实时性。在此基础上,该算法根据等角度间隔采样原理提出以递推DFT运算得到的基波相角为反馈调整采样间隔,实现了对电网电压频率的自适应跟踪,减少了频谱泄漏,提高了基波同步参数检测的精度。相对于传统的锁相环预同步方法,可以在谐波和零点漂移比较严重的情况下精确跟踪电网电压基波分量,从而减小逆变器并网操作对微电网以及逆变器本身的冲击。仿真结果表明了该算法的正确性。     

基于卡尔曼滤波融合的电机电流高精度检测与处理

根据同步采样下跟踪系统电机电流波动规律,推导出基波电流可以等效为载波中点和起点处电流采样值,并分析了同步采样与非同步采样下电流谐波,得出同步采样可以有效减小载波二倍频率谐波及高次谐波。针对跟踪系统在高仰角跟踪时,电机电流大变化剧烈,电流检测精度下降的情况,将不同量程不同精度的电流传感器应用于电机电流检测中,使用集中式卡尔曼(Kalman)滤波融合技术融合多传感器电流数据,在传感器量程内实时地获得了较高的电流检测精度,避免了传统滤波算法带来的电流滤波延时。     

基于改进DFT变换的高精度实时电网频率跟踪算法

采用DFT进行电力系统谐波分析时由于很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏严重影响谐波分析的效果。提出了一种适于高精度实时电力谐波分析的自适应调整采样频率的电网频率跟踪算法。该算法先采用加窗DFT得到精确的电网频率,然后采用加窗的递推DFT,动态调整采样频率,以实时跟踪电网频率。MATLAB仿真结果证实了此算法的有效性。     

基于TDFT非同步采样谐波测量的小电流接地故障信号处理方法

为解决10 kV配网线路高阻故障较多、间歇性接地故障较多、电弧不稳定、配电网网架结构复杂、分支线复杂、负荷随机分布等现象造成的配电网系统接地故障判别、选线、定位监测困难,采用基于TDFT非同步采样谐波测量算法的小电流接地判定算法进行故障判断、定位和隔离接地故障。站所终端DTU在硬件上采用ADSP-BF607作为主处理芯片,其具备DSP和ARM双处理架构,具有处理故障数据速度快、精度高、录波性能好等优势。基于TDFT非同步采样谐波测量算法,得出首半波小电流接地判定方法。为有效判断开关合闸瞬间的涌流,DTU采用离散傅立叶变换结果,通过加权算法变换实现抑制频谱泄漏误差。对传统算法、加窗算法和TDFT非同步采样谐波测量算法进行了比较分析。实验结果表明,基于TDFT非同步采样谐波测量的涌流和小电流接地故障算法设计在10 kV配网系统的小电流接地、隔离接地故障方面准确可靠。     

基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法

采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时,信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象,严重影响了检测精度。针对以上问题,提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度,依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌,即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明,该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。     

浅析无功补偿控制器中的功率因数和无功检测

功率因数和无功测量在无功补偿中必不可少。本文针对无功补偿控制器中的相位-时间法、S.Fryze广义无功法、交流采样移相法、DFT基波法和基于瞬时无功理论的p、q法等几种主流测量算法进行较详细分析,从补偿角度讨论了这几种测量方法的特点、自动认相的条件和它们所适用的工况。分析表明,采用基波法和p、q法的控制器适合包括电流谐波较大在内的各种工况。若电网电压畸变较小、交流采样移相法也具有同样效果。     

基于滑动Goertzel DFT和相位补偿算法的谐波电流检测算法

将滑动Goertzel DFT算法应用于有源电力滤波器的谐波电流检测,该算法具有计算量小、实时性好、易于工程实现等优点。有源电力滤波器的输出电流滞后于负载谐波电流,这会影响滤波效果。为了补偿这种延时提出了一种基于滑动Goertzel DFT的相位补偿算法。仿真结果验证了该算法的有效性和正确性。     

电力信号同步采样算法

在运用离散傅里叶变换(DFT)做信号的谐波分析中,信号采样的同步有着重要地位。文中运用软件无线电中精细频率估计的方法估计离散电力信号的频率,在得到信号频率的基础上让信号与Farrow滤波器进行卷积运算即可实现采样速率转换。同时把Farrow滤波器系数保存成表格形式,在采样速率转换中直接查表得到系数进行运算,在保证信号采样率转换效果不降低的同时,简化了计算量。仿真分析和实践验证了这个算法的可行性和有效性,该算法可以应用于各种电力配电系统装置的前端处理中的电力信号的同步采样。