一类半波对称FFT改进算法与电网谐波分析

在深入分析快速傅里叶变换(FFT)方法的基础上,针对一类电网信号具有半波对称性的特点,提出了一种改进的FFT算法.该算法对于只含奇次谐波分量的一类半波对称波形,省去了偶次谐波分量的计算.因此,改进算法的计算量是传统FFT的一半,大大节省了运算时间,提高了谐波分析速度.论文详细推导了算法公式,设计了完整的计算流程,并通过...     

功角精确测量算法的研究

文章在对各种滤波算法进行比较的基础上,提出了一种精确测量功角的算法.传统的差分滤波单元对于滤除非周期分量有着很好的效果,但是对于非整次谐波分量,滤波效果不是很好.全周付氏滤波对于整次谐波分量有很好的滤波效果.将差分滤波,带通滤波以及全周付氏滤波结合起来,可以发挥几种滤波单元的优点,虽然增加了一些运算量,却获得了测量精度上的提高.EMTP的仿真计算结果表明,采用差分加海明窗带通滤波再加上全周付氏滤波可以提高功角测量精度,功角测量的误差只有0.07%.     

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。     

一种能滤除衰减直流分量的新递推离散傅氏算法

为了减少传统全波傅里叶算法的计算量,人们总结出了递推离散傅里叶算法,但它对衰减直流分量的滤除不明显.该文提出了一种新的递推算法,该算法基于三角函数和差公式以及线性方程组的求解,并且计算量与原有递推傅里叶算法相近,理论上可以消除直流分量对各次谐波的影响.     

功率因数的实时精确测量方案探讨

在对传统的功率因数测量方法分析的基础上,提出了电力系统中的功率因数的基本算法:即基于工频量的功率因数的求取方法.传统的测量方法,没有很好地考虑系统的不对称性所造成的谐波以及非周期分量对功率因数测量的准确性的影响,测量精度不够.本文提出的基于DSP技术的功率因数测量方法,充分利用DSP的计算功能,对电压、电流的采样序列信号,先进行带通滤波,再进行傅氏滤波,基本上消除了非周期分量及各次谐波对功率因数测量的影响,得到完全的基于工频的功率因数.前置的数字式软件带通滤波能够弥补常用的硬件低通滤波的缺点,能得到工频附近的频带信息,该信息再进行傅氏滤波,能够得到工频分量的电压、电流,从而可以得到基于工频分量的功率因数.     

不受衰减直流分量影响的阻抗继电器新算法

基于傅里叶算法的阻抗继电器能够滤除和抑制高次谐波的影响,然而受衰减的直流分量的影响很大,通常采用差分滤波的方法滤除衰减直流分量的影响,由此提出一种改进的傅里叶算法,无需差分滤波,可以消除衰减直流分量的影响.EMTP仿真表明:与差分滤波相比,本算法对衰减直流分量有更好的抑制能力.     

一种消除衰减直流分量影响的改进DFT递推算法

分析了傅里叶算法中衰减直流分量引起的误差,推导了精确的误差计算公式,并据此对传统傅里叶算法的计算结果进行修正,提出了改进的傅里叶递推算法.算法递推计算基波和谐波参数,不需计算衰减直流分量的幅值和衰减时间常数,数据窗仅为一个周期再加两个采样点.对电力系统中含有两个衰减直流分量的故障电流进行分析和仿真,结果表明,算法得到的基波和各次谐波分量具有较高的精度,计算量小,响应速度快,易于实现,有着良好的应用前景.     

消除非周期分量影响的改进傅里叶算法

傅里叶算法不仅具有滤除整数次谐波的能力,也具有很强的抑制非整数次谐波的能力,在电力系统信号分析中得到了广泛使用,但是传统傅里叶算法会受非周期分量的影响而产生较大的计算误差。在定量分析非周期分量可能造成的计算误差基础上,提出了一种改进傅里叶算法。先通过对两个不同工频周期下的采样值进行积分,计算出非周期分量参数,再从传统傅里叶算法的计算结果中将误差剔除。将泰勒级数的误差计算方法进行了拓展推导,并设置了应用条件以及优化措施,使改进傅里叶算法能够较好地兼顾速度与精度。分别采用静态模型信号和Matlab/Simulink仿真信号进行验证。结果表明,相比于传统傅里叶算法而言,改进傅里叶算法有效消除了非周期分量的影响,具有良好的计算精度和实用效果。     

一种能滤除衰减直流分量的新递推离散傅氏算法

为了减少传统全波傅里叶算法的计算量,人们总结出了递推离散傅里叶算法,但它对衰减直流分量的滤除不明显。该文提出了一种新的递推算法,该算法基于三角函数和差公式以及线性方程组的求解,并且计算量与原有递推傅里叶算法相近,理论上可以消除直流分量对各次谐波的影响。     

传统直流滤波傅里叶算法的误差研究及改进

文中对一类传统的直流滤波傅里叶算法的误差进行了分析,并在研究的基础上提出了一种新的直流滤波傅里叶算法。首先分析此类传统的直流滤波傅里叶算法如何修正带有直流衰减分量的短路电流采样值,分析修正采样值的过程中误差的变化,然后利用MATLAB仿真计算了此类算法的误差规律,最后提出一种兼顾运算量和计算精度的直流滤波傅里叶算法。     

Removal of decaying DC in current and voltage signals using amodified Fourier filter algorithm

Protecting transmission lines frequently involves applying distance relays. Protective relays must filter their inputs to reject unwanted quantities and retain signal quantities of relevant interest. Accuracy and convergent speed of filter algorithm are essential for protective relays. A widely applied filter algorithm, the discrete Fourier transform (DFT) can easily remove integer harmonics using simple calculation. However, the voltage and current signals contain serious harmonics and decaying DC during the fault interval. In addition, the decaying DC and higher order harmonics seriously decrease the precision and convergence speed of fundamental frequency signal from DFT. In this investigation, the authors derive a novel algorithm which combines the appropriate analog low pass filter and modified full cycle DFT (FCDFT) or half cycle DFT (HCDFT) algorithm to remove the decaying dc in a voltage or current signal. Using the Electromagnetic Transients Program (EMTP) simulates the transient responses of transmission lines during the fault period. Applying the proposed algorithm in distance relays effectively suppresses the decaying DC and quickly decomposes the accurate fundamental frequency components     

考虑衰减直流分量的动态相量强跟踪测量算法

故障电流信号的频率变化以及包含的衰减直流分量会严重影响基于傅里叶变换的相量测量算法的精度和动态响应速度。文中提出了一种利用强跟踪滤波器滤除衰减直流分量的动态相量测量算法。首先,将衰减直流分量用其二阶泰勒展开多项式来表示,在状态变量中添加衰减直流分量及其一阶导数和二阶导数,建立含有基波角频率、幅值等参数和衰减直流分量参数的故障电流的非线性状态空间模型,减小信号估计的模型误差。其次,为了提高扩展卡尔曼滤波器在系统达到稳定时对系统参数突变的跟踪能力,利用强跟踪滤波器递推估计各状态变量。所提方法能够有效抑制衰减直流分量对相量测量精度的影响,对时变故障电流信号具有良好的动态响应能力。采用所提算法对加噪声的数值信号以及ATP-EMTP故障仿真信号进行相量测量,结果验证了算法的正确性与有效性。     

Removal of DC offset in current and voltage signals using a novelFourier filter algorithm

Protecting transmission lines frequently involves adopting distance relays. Protective relays must filter their inputs to reject unwanted quantities and retain signal quantities of interest. Accuracy and convergent speed of the filter algorithm are essential for protective relays. A widely applied filter algorithm, the discrete Fourier transform (DFT) can easily erase harmonics using simple calculation. However, the voltage and current signals contain large harmonics and DC offset during the fault interval. The DC offset heavily influences the precision and convergence speed of the fundamental frequency signal from DFT. In this investigation, the authors present a novel Fourier algorithm to remove the DC offset in a voltage or current signal. Applying a full-cycle DFT (FCDFT) requires one cycle plus two samples to calculate and compensate for the DC offset. Half-cycle DFT (HCDFT) only requires half of a cycle plus two or three samples to accomplish the algorithm when the input signal has no even order harmonics. Adopting the proposed algorithm in distance relays effectively suppresses the DC offset and quickly decomposes the accurate fundamental frequency components     

一种滤除衰减直流分量的全波傅氏改进算法研究

全波傅氏算法在提取故障电流中基波分量时受衰减直流分量的影响较大。针对此问题,提出了一种滤除衰减直流分量的全波傅氏改进算法,给出新型衰减直流分量参数估算方法的公式推导。首先利用一个周波内的采样值求出故障电流中衰减直流分量的初始幅值和衰减时间常数,用采样值减去衰减直流分量值得到修正后的采样值,再利用全波傅氏算法计算出基波分量。分别采用静态模型信号、PSCAD/EMTDC仿真信号检验了该算法的性能。仿真结果表明,所提出的算法能够有效地减少衰减直流分量的影响。与一般改进算法相比,所提算法仅需要一个周波的采样数据,计算量小,计算的基波分量准确性高。     

利用基波相量变化率的快速选相方法

针对目前选相方法不能快速、可靠识别所有故障类型的问题,提出了利用基波相量变化率的故障选相方法。线路发生短路故障后,故障相基波电流相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值迅速增大,而非故障相基波电流相量变化率变化较小;如果发生接地故障,零序电流基波相量变化率受衰减直流分量及工频故障分量影响,其值也会迅速增大,否则其值在零附近波动。依据不同类型故障中基波电流相量变化率的特征能够快速、可靠识别故障相。利用PSCAD/EMTDC仿真数据对算法进行测试,仿真结果表明:算法能够在故障后四分之一周波内准确判断故障相,具有较高可靠性。     

故障电流中衰减直流分量的滤波算法研究

在电力系统中,任何故障或扰动都会使得系统中出现衰减直流分量,它将影响继保装置的测量精度。该文通过引入一组滤波算子,实现了衰减直流分量参数的在线计算,并在此基础上说明了信号基波和谐波分量的计算方法。该算法的数据窗只需要一个基波周期,具有很好的快速性,理论上是一种精确算法。对传统DFT算法和本文算法的仿真结果表明了这种算法的有效性。     

基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法

针对现有的测频算法和频谱分析方法还存在一些不足之处,提出了基于离散傅里叶变换的频谱分析新方法,它能准确计算出信号中的基频分量,整次谐波和非整次谐波的幅值,频率和相角,以及衰减直流分量的幅值和衰减时间常数.公式推导的过程先从简单的单信号模型入手,得到单个余弦信号的幅值、频率和相角,再推广到一般情况下的复杂信号,采用牛拉法...     

一种计及衰减直流分量干扰的动态同步相量 测量算法

动态同步相量测量在电力系统动态行为监测中发挥着重要作用.但是当电力系统发生故障时,故障电流中存在的衰减直流分量,会严重影响动态同步相量测量的准确性.对此,提出了一种动态同步相量测量新算法.具体实现上,将衰减直流分量近似表示成一个较低频率的动态余弦分量,再基于频域采样定理,构建含基波分量和动态余弦分量的故障电流信号模型,进而形成了相应的动态同步相量测量新算法.仿真测试结果表明,存在衰减直流分量干扰下,所提出的动态同步相量测量新算法比基于泰勒信号模型的测量算法准确,而且计算量小,适合于在线应用.     

消除暂态过程影响的滤波算法及其在故障测距中的应用

电力系统故障暂态过程中,电压、电流信号包含着衰减直流等暂态分量,这必然对故障暂态过程电气量的获取精度产生影响.通过构建精确求解基频及整次谐波分量的非线性方程以及将其转化为线性方程进行求解,并针对离散化积分引入的误差进行修正,提出一种能完全滤除衰减直流分量的高精度、高稳定的滤波算法.通过对各种典型信号及幅频特性的分析,验证了该算法计算精度高、稳定性好,且对非整次谐波等故障暂态分量具有较强的抗干扰能力和抑制作用,其在故障测距中的应用表明该算法能有效提高故障暂态过程中的测距精度.     

利用逆同步速坐标变换检测感应电机定子故障

针对感应电机电流中谐波和噪声影响定子匝间短路故障诊断结果的问题,提出了利用逆同步速坐标变换提取定子故障特征的方法.利用改进的相关算法准确提取三相定子电流基波信息,通过逆同步速坐标变换将基波正序分量转换成二倍频交流量,负序分量转换成直流量.采用均值法提取直流分量,导出了负序分量在逆同步速旋转坐标系下合成矢量幅值,并考虑电机先天不平衡因素定义了表征匝间短路故障程度的灵敏度因子.实验结果表明,该方法避开了先天不平衡、谐波及噪声对诊断结果的影响,灵敏度因子可准确反映定子匝间短路故障特征.系统只需采样电压频率和电流信号,易于工程实现.