交流电信号有效值高精度测量算法研究

在交流电信号的测量设备中,大部分采用同步交流采样技术,它是提高交流采样性能的关键技术。针对现有减少同步误差方法的局限性,分析了采样周期与信号周期不同步以及采样时间间隔不均匀测量误差的问题,采用了累加单元减小量化误差,并结合"三点法",实时跟踪信号频率变化并调整采样周期。研究了使用梯形法计算交流信号有效值时的误差大小以及表达式,采用了改进的参数算法。仿真实验结果表明该算法能有效提高同步采样法测量有效值的精度。     

一种用于频率偏移时有效值计算的修正方法

在中低电压等级的线路测控保护一体化装置中,可以较容易地实现手动同期功能,但两侧频率相差较大时,采用相同时间间隔采样会对模拟量有效值的计算带来很大误差。文中分析了频率偏离额定值较大时,利用傅里叶算法计算有效值的误差,提出了一种修正幅值的实用方法。通过理论分析和数字仿真表明该修正方法使有效值的计算精度大大提高,而且计算量增加不大,有很好的实用价值。     

交流信号RMS值频率偏移误差的准正交抵消算法

介绍交流信号的均方根(RMS)值计算方法.针对由于信号频率或信号采样频率偏移造成的RMS值计算误差,提出一种准正交抵消算法,该算法取2个采样起点相差1/4采样长度的单周期信号采样序列,求取采样序列的均方(MS)值,再对其均值取开方.同传统RMS算法相比,该算法无需对采样信号进行频率、相位的同步跟踪,计算量几乎没有增大,即可大幅抵消信号RMS值的频率偏移误差;尤其是在频率偏差不大时,该算法几乎可以完全抵消RMS值的频率偏移误差;当输入信号包含谐波时,该算法的频率偏移误差抵消效果受到显著影响,但仍有可观抵消效果.     

计算电容型设备介质损耗因数的相关函数法的改进

由于不能在整周期区间内准确积分,当采样频率与电网信号频率不同步时,采用有限时间离散相关函数法计算电容型设备的介质损耗因数(介损)会产生较大的误差.采用插值法修正了相关函数法的积分区间,用梯形积分代替矩形积分,采用优化的采样频率和采样点数来提高计算精度.仿真实验表明经过修正的相关函数法对电网频率波动有较强的抑制能力,可明显减少介损的计算误差,从而不必使用同步采集卡.此外,该方法的采样频率不高、采样点数不多,易于通过基于微控制器单元(MCU)或数字信号处理器(DSP)的测量系统实现.     

适用于微机定时交流采样的改进富氏算洁

基于富里叶变换的微机交流采样计算方法在电力系统中已得到了广泛应用。根据富里叶变换可以很方便地计算出电压或电流的基波分量有效值，以及计算出有功、无功等电气量。然而当采样周期有误差时，则计算结果有较大误差。本文分析了产生误差的原因，并提出了新算法。算例表明，新算法具有较高的精度，适用于微机定时采样。因此，本文提出的微机交流定时采样和新算法在电力系统自动控制和智能化仪器、仪表等方面有广泛的应用前景。     

两种高精度介损角算法的比较和分析

加汉宁窗谐波分析法和高阶正弦拟合法是介损角测量的两种有效算法,对两种算法的分析和比较有利于它们在实际中的应用.本文首先介绍了两种算法的原理,分析了它们的优缺点,通过仿真给出了信号频率变化情况下两种算法计算所得介损角误差受采样时间影响及其计算速度,通过对所得结果的比较和分析得出了以下结论:信号频率在正常范围内波动时两种算法能达到很高的精确度,但前者对采样时间长度要求较高、计算量较小;后者对采样时间长度要求不高,计算量较大.     

交流采样的误差分析与补偿

导出了工频电参数测量中非同步采样时电压、充和功率的准确误差公式,解决了工频信号频率变化时采样精度降低的问题,并提出了误差补偿措施。仿真结果表明,上述措施计算简单,有效地提高了测量精度。     

高精度宽频带逆变器直流漂移的多重采样频率控制方法研究

针对某大功率高精度宽频带逆变器交流输出对直流漂移电压的特殊要求 ,采用了对输出交流电流进行双向分离、分别采样、对比调偏的控制方案。逆变器输出随机运行在 3～50 0 0Hz的宽频带范围内 ,当采样频率与输出频率同步或者采样频率为输出频率的整数倍时可能带来严重的检测误差 ;采样频率与输出频率接近时产生的低频拍频会使调偏控制同频振荡。文中提出了一种使用互质的多个采样频率同时采样的方法 ,较好地解决了这一问题。并给出了仿真和实验结果。     

电子式互感器采样频率对电能计量准确性影响研究

研究电子式互感器采样频率对电能计量准确性的影响。建立基于模数转换采样原理的电子式互感器计量误差模型,并定量分析采样频率对电能计量误差的影响。分析结果表明,电子式互感器电能计量准确性与采样频率有关,随着采样频率的增加,计量误差减小,但减小的趋势变缓。     

电力信号频谱分析方法的设计与仿真

以交流电信号为例建立了信号模型,说明了用过零检测法计算信号频率,根据信号频率调整采样频率的FFT方法,给出了计算机仿真结果。文中还分析了误差产生的原因及减少误差的途径。     

基于三次样条插值理论的电子式互感器数据同步

介绍了电子式互感器的数据同步问题,并对线性插值和二次插值的同步算法进行分析,指出线性插值算法在谐波次数高的情况下误差过大和二次插值算法在低采样频率下误差改进不明显。提出了基于三次样条插值理论的同步算法,并进行了误差的理论分析和数值仿真计算。理论误差分析表明,该算法相比较于线性插值算法和二次插值算法,误差值至少降低2个数量级;数字仿真验证显示,每周期48点采样时,稳态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.000 38%,暂态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.005%,采样值误差均降低2个数量级以上。在包含基频量和高次谐波电量的二次设备中,该算法可降低各采样点的相对误差,方法误差精度均可满足IEC60044标准规定的电子式互感器的误差要求,即稳态测量精度0.2级和暂态分量最大瞬时值误差小于±1%。     

基于改进DFT的电力系统同步相量测量算法研究

离散傅里叶变换(DFT)在相同条件下,具有运算效率高、易于嵌入等优点,被广泛应用于电力系统同步相量测量中。但由于非同步采样及频域离散化问题的存在,DFT在进行相量测量时会出现频谱泄露和栅栏效应,使得计算结果产生误差。针对这一问题,推导了DFT在非同步采样情况的相角误差方程,利用相角差对信号频率进行跟踪测量,得到精度较高的频率值。据此,提出了基于改进DFT的同步相量测量方法,利用跟踪所得频率将DFT结果分为整数部分和分数部分,并通过等效替换对分数部分进行了修正。经仿真实验证明,该方法具备较高的抗干扰能力和测量精度,整体效果较传统算法有了很大的提升。在此基础上,利用TMS320F2812设计了一个同步相量测量装置(PMU)硬件系统,通过该系统实现了频率、幅值和相角的准确测量。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。     

电力系统高精度频率估计的谱泄漏对消算法

提出基于谱泄漏对消技术的电力系统频率估计方法.该法通过将两段采样起点错开1/4个额定周期的采样信号序列的加窗傅里叶变换将基波的谱泄漏相消,同时也能显著减小其它奇次谐波的谱泄漏对频率测量的影响,从而极为有效地减小因采样不同步及信号畸变而引起的测量误差.由于电力系统频率成分主要为基波分量和小部分奇次谐波,因此该法能够显著地提高频率测量的精度.该法除了估计精度高以外,还具有时滞小和计算量小(只需对采样数据求加权和)等优点,适合于实时高精度频率测量.     

基于修正理想采样频率的谐波分析法在介损在线测量中的应用

谐波分析法用于介损在线测量时，由于系统频率的波动，使其难以满足整周期采样，所产生的泄漏误差将影响基波相位测量的精度。为了提高谐波法介损在线测量的精度，本分析了泄漏误差产生的原因，并提出了修正理想采样频率的思想，并对原有方法进行了改进。通过仿真分析，改进方法较原有谐波分析法测量精度显提高，且计算简单、易于工程实际应用。     

基于PC总线控制的带锁相环的多路数据采集卡的设计

根据抽样频率为信号频率的整数倍，抽样点数包括整周期，且满足抽样定理时，用DFT做频谱分析，频域不会发生泄漏，可完全消除误差的理论，介绍了采用简可靠和快速的硬件锁相实现同步采样的原理，以及基于PC总线实现同步采样数据采集系统的设计。     

电网信号测量中非同步采样误差的分析与处理

在电网信号实时测量分析中 ,信号频率往往是在变化的 ,很难实现严格的同步采样 ,从而带来了非同步采样误差 ,文章从时域和频域两个角度分析了非同步误差产生的原因 ,建立了误差模型 ,并且从软、硬两个方面综合分析了各种预防、补偿措施的优缺点 ,可以从实时性、精度等不同的角度实现非同步测量误差的最小化 ,提高了信号处理的精确度和测量参数的可信度     

非正弦波交流电参量实时测量系统的研究

研究了非正弦波交流电信号的采样测量方法,分析了同步误差的两个主要来源.采用同步误差补偿法,并结合三点法,实时跟踪信号频率变化并调整采样周期,较好地解决频率变化时采样不同步以及测量精度下降的问题;采用步进采样法来扩宽测量信号的频率范围;讨论了无外部采样保持器时的采样时序.设计了以16位超低功耗单片机MSP430F449为微处理器的硬件系统.实验结果证明本设计能有效提高软件同步采样测量精度.     

基于采样频率自适应的高精度谐波分析软件算法

采样不同步产生的同步误差是造成频谱泄漏和影响谐波分析准确性、检测精度的重要原因。本文提出一种基于采样频率自适应技术的软件算法，通过采样数据计算得到信号较为准确的实际频率，并根据实际频率动态调整采样的时间间隔，实现采样频率的自适应，从而减少同步误差，降低频谱泄漏的影响。该软件算法实现简单，精度较高，对于频率变化较缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。仿真结果验证了算法的特性，给电力系统高精度谐波分析提供了一种有效的方法。     

基于一阶导数的电力系统频率测量新算法

在异步采样的情况下,离散傅里叶变换(DFT)由于频谱泄漏及栅栏效应,计算结果不够精确,不能满足同步相量测量精度的要求.对现有的同步采样的误差产生及消除的方法进行了分析,提出了一种基于一阶导数的系统频率测量新算法.通过前一次的系统信号测量频率来修正采样频率,从而得到本次的计算频率.仿真结果表明:该算法具有高精度、计算量小...