基于数字信号处理器的短时电能质量扰动检测算法研究

电网系统的高质量电能对于工农业生产及人民日常生活有极为关键的地位和作用,面对各种敏感电力电子设备的普及性运用趋势,暂态、短时的电能质量问题和扰动已经极大地引发了社会的关注,针对暂态、短时、突变非平稳状态的电能质量扰动现象,较难实现准确而全面的检测和有效辨识,为了更好地保障电网系统电能质量的高效性和稳定性,要全面了解和分析暂态、短时电能质量扰动检测方法,并基于数字信号处理器(DSP)芯片进行暂态、短时电能质量扰动检测算法的研究,从而较好地实现对暂态、短时电能质量的监测和有效治理。     

基于匹配追踪算法的电能质量研究

为了解决电能质量信号采集数据量大的问题,提出基于匹配追踪重构算法的压缩感知方法,并首次应用于电能质量信号压缩采样研究。文中通过采用不同的稀疏基和重构算法的方法,来提高原始电能质量信号重构效果。当采样数据空间稀疏基分别选取傅里叶变换基和小波变换基,重构算法分别采用正交匹配追踪(OMP)和压缩采样匹配追踪(CoSaMP)时,仿真结果表明,压缩采样比为20%时,两种重构算法的均方误差都低于3%,重构信噪比大于30dB,为电能质量信号压缩采样研究提供了一种新的思路。     

基于小波变换的电能质量信号谐波分析

快速傅里叶变换(FFT)可实现整数次谐波的精确检测;但对非整数次谐波的检测误差较大,加窗插值算法可提高非整数次谐波的检测精度,但会导致谐波分辨率降低,如果信号中存在频率相近的整数次和非整数次谐波,利用FFT和加窗插值算法都无法实现谐波的准确检测.为了弥补这种不足,本文采用基于小波变换和FFT相结合的方法来分析电能质量信号.用小波变换检测电能质量信号的间断点,对由间断点分段得到的低频信号用FFT进行分析,并进行了计算机仿真,取得了较满意的结果.     

基于db4小波的电能质量去噪及暂态扰动的检测

本文针对暂态电能质量扰动信号具有时间短、变化快、非平稳等特性,采取一种基于db4小波分析的暂态电能检测方法.根据Mallat算法,信号奇异点处的小波变换模极大值能够通过信号的多分辨率分解提取出来,实现暂态电能质量信号扰动时间的准确定位,扰动定位前根据信号与噪声在小波变换各尺度上有不同传播特性,对电能信号小波去噪.利用Matlab编程对5种暂态电能质量扰动信号进行暂态扰动检测的仿真分析,结果表明该方法能够准确的获取扰动的起止时间,精度满足实际的工程需求.     

基于小波包理论的电能计量

谐波是影响电能计量的重要因素。本文简要介绍了小波包变换的基本理论,提出了一种谐波环境下基于小波包变换的有功电能计量算法,并对非稳态信号的有功电能计量进行了仿真实验。结果表明该算法的有功电能计量精确度可满足现行电网运行要求,具有可行性。     

基于电能质量监测的分布式电源优化设计方案

为了实现分布式电源的高效、可靠和安全运行,文中介绍了一种基于电能质量监测的分布式电源自监测逆变器设计。这种自监测逆变器通过对分布式电源工作模式的监测以及输出电能的测量实现对闭环控制器反馈信号的优化,从而实现分布式电源在暂态和稳态上均能够跟随微电网控制中心的控制信号,并输出符合电网规范的电能。实验结果表明,该自监测逆变器能够应用于不同类型的分布式电源,使其在并网模式和孤岛模式下均能够稳定输出电能。     

基于虚拟仪器的多功能电能质量标定仪研究

提出一种基于虚拟仪器技术的多功能电能质量标定仪的设计方案,采用虚拟仪器编程技术和电力电子技术相结合实现集目前电能质量领域的多样信号于一体。介绍采用FPGA实现高速数字量采集、D/A转换及4通道模拟量输出、非对称同步控制FIFO等的集成信号发生单元,阐述利用VC编程实现的电力系统多样信号的产生流程,分析信号放大单元的结构设计。实验测试结果表明该标定仪达到目前先进的高精度等级,由于其准确性和多功能性将加快电能质量标定的步伐。     

基于改进支持向量机的电能质量扰动分类

对近年来电网发展和研究的热门话题之一:电能质量扰动识别分类系统进行研究。识别分类系统使用小波变换方法对扰动电压信号进行特征提取,之后收入由支持向量机建立的识别系统中。相对小波能量只能表达总分解层信号能量中各层信号能量的比例,对于电能质量扰动信号的检测不能直接使用信息熵公式。因此引入加权算子以改进相对小波能量,加权算子对电能扰动特征进行放大,实时反映电能扰动特征。针对使用支持向量机建立电能质量扰动识别系统时会由于扰动信号特征向量维度高、数据庞大等问题,提出一种基于混合核函数的LSSVM建立电能质量扰动识别系统。选取RBF核函数和Polynomial核函数分别作为局部以及全局核函数,构造混合核函数,提高系统泛化能力。使用PSO优化算法对LSSVM分类器进行分类,提高分类器的识别精度等性能。最后通过实验验证研究的电能质量扰动识别分类系统的识别性能。     

基于评价指标的电网数据质量评价系统设计

为提高区域性电网数据质量检测和评价能力,构建区域性电网数据质量健康管理和监控的变量模型,以电网的配电电能质量指标、输出稳定性以及电压波动等为基准变量,采用多角度评价指标分析的方法进行区域性电网数据的可靠性评估和预测,采用关联信息融合的方法信息区域性电网数据质量评价的统计分析,结合回归分析和检验统计方法实现对区域性电网数据质量评价的目标函数构造,实现区域性电网数据质量评价。仿真结果表明,采用该方法进行区域性电网数据质量评价的准确性较高,对电网监测评价体系的构造完整性较强。     

三相三线制UPQC对电能质量问题的综合治理

统一电能质量调节器是一种综合治理调节电能质量的控制装置,可以对串联、并联补偿单元各自独立运行和协调控制两种工况下出现的电网电压跌落和电网电流谐波、无功电流等电能质量问题进行综合治理。首先分析了三相三线制UPQC的结构和各模块功能,然后采用同步坐标变换的畸变量检测算法和串联、并联协调控制策略,最后搭建UPQC实验平台,经过实验验证,UPQC在两种工况下对电能质量具有良好的治理能力。     

基于DSP的改进PSO光伏阵列MPPT控制应用

为了解决光伏（PV）系统在局部阴影条件下（PSC）的最大功率点跟踪问题,提出了一种基于改进粒子群算法（PSO）的快速最大功率点跟踪（MPPT）方法。与传统基于PSO的MPPT系统不同的是,采用了基于转换器电流动态行为的变量抽样时间策略（VSTS）,并且为了更快速的实现最大功率点跟踪,引入三个重要因数,即：粒子数、收敛速度以及抽样时间。采用DSP平台对提出系统进行了具体实现和性能评估,实验结果显示相比其他类似系统,在不同条件（包括PSC）下,提出算法均能够实现速度跟踪且精确度较高。     

基于分段滤波的Prony算法在谐波检测中的应用

现代电力系统中的谐波与间谐波频率范围广,直接利用Prony算法辨识得到的结果往往不是很精确;随着信号中谐波含量的增多,模型阶数的变大,计算时间变得过于冗长。针对这些问题,文中提出一种基于分段滤波的Prony算法,首先根据谐波的频率范围进行频段划分,确定各频段的采样参数;然后由低频段到高频段依次进行Prony分析,在进行下一频段检测之前,将已辨识出的所有谐波含量从原始信号中滤除;最后综合各段分析结果,得出各频段谐波的模态参数。仿真试验和应用实例表明,对含量较多且复杂的谐波信号,改进后的方法能有效地提高计算速度和辨识精度。     

基于ART算法的电力负荷预测

为了有效支持用电管理决策及负荷预测,在分析用电管理及智能辅助决策支持技术发展现状的基础上,提出了一种基于自动回归树(ART)算法的电力负荷预测方法.利用该预测方法对电力远程自动抄表系统所采集的历史数据进行了处理分析.针对实际系统应用,验证了该方法适用于短期负荷预测,也适用于时未来电力负荷的准确快速预测.因此它是一种行之有效的方法.     

一种基于错误传播补偿的V—BLAST自适应比特和功率分配算法

本文探讨了V-BLAST系统在总发射功率受限和一定目标误码率要求的前提下,基于自适应调制时间块的比特、功率分配问题,分析和比较了系统在采用不同串行干扰抵消顺序时的抗信道时变性能和抗错误传播性能,找出了在BER和速率两方面性能最优的串行干扰抵消顺序。针对错误传播对系统BER性能的冲击,提出了一种新的基于错误传播补偿的V-BLAST自适应比特、功率分配方案。仿真结果表明,该方案能显著提高系统在时变信道下的BER性能,有效增大自适应调制块长度,减小反馈开销。     

滑动DFT算法在功率谱估计中的应用

基于滑动DFT算法推导出一种改进的周期图功率谱估计方法,并在软件系统界面中应用。根据传统的功率谱估计方法和滑动DFT算法推导出改进的功率谱估计算法,通过滑动D丌算法计算出DFY值,计算DFT时通过加窗减少了频谱泄漏．然后通过周期图法计算出最终的功率谱值,在Matlab中绘制出功率谱进行验证,用C＋＋语言对该算法进行实现...     

基于射频隐身的采样周期和辐射功率控制方法研究

为进一步提高雷达的射频隐身能力,合理分配相控阵雷达的工作参数,在目标跟踪时,对雷达的采样周期和辐射功率控制方法进行研究。首先,根据目标运动状态的不同,对雷达采样周期与辐射功率自适应设计方法进行分析,在满足系统跟踪性能要求的前提下,建立了控制参数的优化模型;然后,利用粒子群算法优化自适应采样周期和自适应辐射功率等参数,有效地降低了跟踪性能误差,提高了雷达系统的射频隐身性能。与传统的雷达采样周期和辐射功率算法进行了仿真比较,结果表明所提的算法取得了较好射频隐身效果。     

基于DSP的FFT算法在无功补偿控制器上的应用

介绍基于交流同步采样和傅里叶算法的三相功率计算方法,采用TI公司的32位定点DSP TMS320F2812为控制器的CPU,根据非正弦周期信号的无功功率理论,固定采样点数,适时测量工频周期,自适应调整采样闽隔,解决了同步采样问题。采用快速傅里叶算法,实现了对无功功率和有功功率的准确测量,准确跟踪系统无功变化,使系统无功功率动态实时补偿。     

基于1比特量化的大规模MIMO雷达系统直接定位算法

1比特量化技术在大规模MIMO雷达系统中的应用使得系统成本、功耗及传输带宽显著降低。但这同时也对如何从1比特量化后的数据中提取目标高精度信息提出了严峻挑战。针对基于1比特量化的二次定位算法在低信噪比下定位精度低、鲁棒性差的问题,该文提出了一种基于1比特量化的大规模MIMO雷达系统目标直接定位算法。首先,通过将接收信号进行1比特量化,并推导基于1比特信号的概率分布,建立了关于目标位置的代价函数;其次,通过证明代价函数的凸性,利用梯度下降算法求解了回波中未知的信号参数;最后,根据最大似然估计实现了目标直接定位。仿真实验分析了所提算法的定位性能,结果表明,所提算法仅需传输相较于高精度采样(16比特为例)直接定位算法6.25%的通信带宽,同时其功耗仅为前者的0.1%。此外,与基于1比特量化的二次定位算法相比,所提算法在低信噪比下便可实现对目标位置的有效估计,并且其定位性能在低信噪比和低MIMO天线数量下均明显优于前者。同时,其性能会随着过采样技术的应用进一步提升。      

飞机供电系统频率瞬变检测算法研究

频率瞬变是飞机供电系统的一个重要瞬态参数,采用示波器进行抓取的方法可以得到电压值但是难以分析频率值.为实现对频率瞬变过程的快速检测与显示,基于LabVIEW采用数据拟合、时间补偿等方法设计了一种频率瞬变检测算法,在发生频率瞬变时给出文本告警并对瞬变过程进行存储和复现.利用测试电源的输出标准电压信号来验证该算法,其测试误...     

智能卡差分能量分析实验平台实现与数据优化

随着密码学和密码芯片的广泛应用,针对密码芯片的攻击也日益增多.差分能量分析（Differential Power Analysis,DPA）攻击是最常见的一种侧信道攻击方法.DPA攻击者无须了解加密算法的具体细节,而只通过密码设备的能量迹分析即可破解出设备的密钥.因此,研究DPA攻击十分必要.实现了智能卡DPA实验系统,并对于此系统的能量迹测量数据进行优化处理,从而更有利于针对此类攻击的分析和相应防御措施的设计.