基于跟踪微分器的基波测量方法研究

电网基波参数特别是基波频率在谐波分析与治理中具有重要的地位,也是电能质量、电能计量以及电力系统控制等领域的重要技术指标。在非同步采样情况下,针对基于频域法测量基波频率存在频谱泄露现象和测算精度不高的问题,提出了基于跟踪微分器(Tracking Differentiator,TD)的基波参数时域测量方法。该方法的主要思想是将检测到的基波信号通过TD来获取基波跟踪信号及其微分跟踪信号,再通过这两个信号的最大幅值即可获取基波的幅值、频率和初相位参数。仿真结果表明,本文方法只需要60%额定工频周期窗口的样本数据即可获得较高精度的基波参数测算值,是一种有效的基波参数测量方法。     

基于频率跟踪插值抽取法的电参量计算

在智能化采集控制单元的采样频率被固定的情况下,如果电网信号频率发生偏移,计算电参量有效值就会发生频谱泄露和栅栏效应,导致测量精度不高、误差较大,频率跟踪插值抽取法则可以克服因为信号频率偏移后出现的一系列问题。通过实例仿真结果表明,该方法在频率偏移情况下,能保证电压、电流有效值计算精确,低次谐波分析准确。并给出了该算法的运用前提条件和信号实际频率的测量方法,从根本上解决了频谱泄露和栅栏效应的问题。     

数字锁相测试用畸变电网信号模拟装置

设计了一种能够为数字锁相技术提供三相畸变电网电压和电流信号的模拟装置。选取TMS320F2812DSP作为控制核心,通过上位机与DSP通信,实时传递信号基波频率、基波和各次谐波的幅值和相位偏移参数,编写信号频率突变、幅值突变、相位偏移定点程序。DSP输出的PWM波形经过二阶有源低通滤波器滤波,获得所需要的模拟三相畸变电网电压和电流信号。ANF锁相实验结果表明装置产生的信号可直接输入到DSP、单片机中,为数字锁相算法提供畸变电网信号。     

基于CIC抽取滤波器的谐波分析算法

为消除非同步采样引起的频谱泄漏,提高电网信号的谐波分析精度,提出了基于级联积分梳状(CIC)抽取滤波器的谐波分析算法。在前端AD过采样的情况下,该算法采用逆向搜索的方法实现非同步采样数据的整周期截断,用基于CIC抽取滤波器变频的方法实现信号采样频率与信号基波频率同步,通过快速傅立叶变换(FFT)得到信号频谱,计算基波及各次谐波的幅值和相位。仿真实验结果及误差分析表明,相对于常规的分析方法,该算法具有较高的测量精度。该算法对于非稳态周期信号的谐波分析只需单周期采样,简单易实现,是一种有效的测量方法。     

基于STM32F的高精度数字电能表在线校验仪

研制了高精度手持式数字电能表在线检测仪.以工作频率120 MHz的STM32F207为主控CPU,采用片内高达2 MHz转换速度的12位A/D对电网进行同步交流采样,实时对三相电压、三相电流进行分析计算,完成对频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数等电能质量指标的监测,并采用非线性方式对功率的相位偏差进行补偿,测量结果由TFT LCD实时显示,并通过RS232实现上下位机以及多机通信.该校验仪具有测量指标多、精度高、实时性好等优点,能广泛应用于电力公司的各供电和检测部门.     

基于LPC1114的加窗差值FFT算法的谐波检测设计

该文设计了基于LPC1114的谐波检测系统。利用芯片内置的A/D转换器对电压和电流信号进行高精度采样,根据加窗插值FFT算法对采样的数据进行分析,得到电压和电流信号的基波相位差以及各次谐波的幅值和频率。实验结果表明,本设计具有硬件实现简单、检测精度高等优点。     

一种提高频率测量精度的方法

本文以电压过零点频率测量法为基础,对原固定采样频率下的采样序列采用拉格朗日线性插值法抽取新的采样序列,再利用傅氏算法提出了一种提高频率测量精度的频率测量方法。该方法能够消除传统傅氏测频算法的频谱泄露及栅栏效应,很好的抑制谐波的影响,精确的测量电力系统的基波频率。算法的测试结果证明了该方法能够满足电力系统对频率测量精度及实时性的要求。     

非整周期采样谐波有功功率计量的时频域分析

研究电力系统的负载问题,非线性负荷给电力系统带来了大量谐波,谐波电能计量日益受到关注.传统的有功功率计算公式只适应整周期采样方式.从有功功率的基本定义出发,研究了时域内因信号频率偏差影响,同频率以及非同频率谐波电压、电流分量因非整周期采样对有功功率计量的影响,得出时域谐波有功功率和误差计算公式.为实现基波电能与谐波电能分别计量和准确计量,结合有功功率理论和离散傅立叶算法,推导出频域谐波有功功率计算公式,通过Matlab仿真软件进行仿真,结果表明,为谐波功率计量提供了一种可行和有效的方法,并实现了准确的计量.     

准同步采样技术及其DSP实现方法

介绍了准同步采样技术及其在基于DSP的电力测量模块中的应用.硬件上采用16bitAD转换器+32bit高速DSP处理器的架构;软件上以电网电压有效值的计算为例给出了准同步采样算法的实现方法.最后设计了一个实验方法:对样机输入三种不同频率、相同有效值的正弦信号,分别通过普通算法和准同步采样算法进行处理.比较实验结果可以证明,应用准同步采样技术可以很好地修正电网频率小幅漂移引入的同步误差.     

基于谐波分析的变压器套管介损因数检测

传统方法常因电网频率波动和存在高次谐波导致基波相位测量精准度较差，为此提出基于谐波分析的变压器套管介损因素检测方法。通过计算电压和电流经过零点的时间差设计介质损耗角正切检测框架，进行傅里叶级数分解检测，降低电子电路中零漂的干扰，利用修正理想采样频率法消除频谱泄漏产生的测量误差，凭借修正采样频率和采样周期实现了自动化检测。通过仿真实验结果表明方法较传统方法相比有着较高的测量精度，且计算简便、利于实际工程应用。     

有源电力滤波器数字控制系统设计与数字锁相算法实现

给出以DSP芯片TMS320F2812和AD7656芯片为主来建立有源电力滤波器数字控制系统的方案,提出基于三角函数正交性和DSP实现的APF锁相算法,给出算法的原理框图,该算法具有精度高、抗干扰能力强的特点。给出锁相和APF补偿的实验结果,谐波和无功电流成分经过APF补偿后得到了很好的补偿。实验验证本文算法的正确性和本文数字控制系统的方案的可行性。     

VK有源电力滤波器在电源电压畸变时的谐波提取方法

分析了有源滤波器（APF）基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法。该方法在电网电压畸变情况下能很好地检测和补偿电网中的谐波电流和无功电流。应用于三相三线制电路时,该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。仿真与实验均验证了所提出的谐波检测方法的有效性,基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法的有源电力滤波器具有良好的工作性能。     

Optimal placement of phasor measurement systems for enhancing on-line protection and control of large-scale power systems

Microprocessor-based real-time phasor measurements, i.e. measurement of fundamental frequency, positive sequence, complex three phase voltages and currents, for enhancing on-line protection and control of interconnected electric power systems are described. The proposed research demonstrates that real-time monitoring of key system states, in the bulk power transfer problem, can be identified. It also provides the means for determining which states are the key states for that problem, and that phasor measurements can be used to improve the protection and/or control of the system. The procedure is applied to a realistic system, where such a control problem exists in practice, for confirmation of the developed technique.     

一种用于飞机交流电源系统的有源滤波器

针对飞机三相四线制电源系统的特点及现有电能质量控制方法的不足,提出了一种基于自适应陷波器、瞬时对称分量算法及滞环电流控制方式的飞机交流电源的有源滤波器。所提方法能够有效地消除飞机交流电源电流中的谐波及中线电流,补偿无功以及平衡三相电流。理论推导和仿真结果表明,该方法能够准确快速地检测出飞机三相四线制电源系统中的谐波电流,具有较好的动静态性能。     

Simulation modelling and analysis of modular cascaded multilevel converter based shunt hybrid active power filter for large scale photovoltaic system interconnection

Modular multilevel inverters are promising candidates for next generation of efficient, robust and reliable inverters in large scale photovoltaic system. A modular cascaded multilevel inverter based shunt hybrid active power filter (SHAPF) for three phase grid-connected large scale PV systems is represented in this paper. The main contribution of this paper is to model and control of grid interfaced large scale photovoltaic system with embedded hybrid active power filter functions. In proposed system, the features of hybrid active power filter have been amalgamated in the control circuit of the voltage controlled voltage source inverter interfacing the photovoltaic system to the grid. As a result, the same inverter part of SHAPF is utilized to inject power generated from photovoltaic source to the grid and also to act as hybrid active power filter to compensate harmonics and reactive power demand. With using compensation ability, the grid currents are sinusoidal and in phase with grid voltages. The whole system is modeled in PSCAD/EMTDC. The simulation results are demonstrated to verify the operation and the control system of the proposed system.     

基于模糊控制的UPQC并联侧信号检测

通过对三相四线制统一电能质量控制器中的并联部分进行分析,采用基于dq0-Fuzzy的信号检测算法,获得补偿电流并进行实时反馈控制。将模糊控制器引入UPQC电路中,进行无功和谐波电流检测,替代了传统的PID调节器,具有计算简单、检测精度高的特点。通过仿真及实验结果验证了此算法的可行性和有效性。     

基于大变异遗传算法进行参数优化整定的负荷频率自抗扰控制

本文将自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)应用到两区域互联电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)中,从具有非再热式汽轮机机组的电力系统模型推广到具有水轮机机组的以及考虑发电速率约束和调速器死区的再热式汽轮机组的电力系统模型,涉及线性、非线性和非最小相位特性3种控制对象,并使用大变异遗传算法对控制器的参数进行整定,与基于大变异遗传算法的PI控制进行仿真比较研究,仿真表明本文所提基于大变异遗传算法的负荷频率自抗扰控制动态响应快、偏差小、鲁棒性好、抗干扰能力强,对于LFC系统更为有效。     

单相电力电子变压器整流级新型直接功率控制策略

针对传统dq电流解耦双闭环控制的单相级联H桥整流器受系统电感参数变化的影响,同时为避免系统频率偏移的干扰,提出了一种无需电感参数和系统角频率的新型直接功率解耦控制器,实现了有功、无功功率的独立控制.并利用级联延时信号消除算法提取基波正序分量,消除谐波信号带来的影响.在MATLAB/Simulink中搭建了三级联H桥整流...     

Spectral observation of power network signals for digital signal processing

A fast digital signal processing algorithm with a view to digital protection of power networks using a dead-beat spectral observer is presented. The spectral observer computes the discrete Fourier transform of a sampled-data band-limited periodic signal (like the differential currents in power transformers and voltages, and currents in power transmission lines) recursively to produce high-speed fault detection. Further progressive incorporation of new samples, discarding the old ones as in running Fourier transforms, requires a single iteration. The scheme is suitable for microprocessor-based realtime application and has been implemented on line with a 16-bit LS1-11/23 microcomputer with signals from a power transformer.     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法研究

有源电力滤波器中谐波电流检测电路是决定补偿性能好坏的关键。分析了基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波电流检测的两种算法,并根据算法原理在不同电压条件下进行了对比研究。理论分析和实验结果表明,ip-iq算法适用于电网电压不对称情况,而p-q算法在电网电压不对称情况下检测结果有明显误差。