一种基于d-q-0坐标变换的频率测量算法

传统的基于离散傅立叶变换或改进离散傅立叶变换算法所需数据量大,计算复杂,动态特性较差,不易实现.提出一种基于三相电网的频率检测算法,该算法利用广义d-q-0变换,将三相电量变换到d-q-0静止坐标系,然后分别对d轴分量和q轴分量进行低通数字滤波获得基波分量,对滤波后的基波分量进行计算得出电网频率.该算法所需数据量少,计算量简单,不需要考虑初相角.通过Matlab软件对各种信号进行了仿真,仿真结果表明该算法计算简单,易于实现,能够以高精度快速跟踪上系统频率.     

电网瞬时频率跟踪算法设计

在高压直流输电工程中,采用高精度锁相环跟踪电网相位,并在设定角度产生点火脉冲触发换流阀,瞬时电网频率跟踪速度和精度对锁相环至关重要,传统的频率测量方法无法同时满足速度和精度的要求。提出了一种电网瞬时频率跟踪算法。该算法将三相电压瞬时值进行Clarke变换,经有限冲激相应滤波器(FIR)滤除谐波和负序分量后,计算电网实时相位,采用相差法实现了对电网瞬时频率的跟踪。通过仿真和实验验证,该算法可准确、快速地跟踪各种电力信号的瞬时频率,有效地滤除谐波和噪声,电网瞬时频率的测量精度高达±0.005 Hz。     

基于αβ变换的快速高精度频率测量方法

基于αβ变换,通过数学推导,提出了一种快速跟踪电网频率的方法.该方法将追踪分为初始频率获取过程和迭代追踪过程.由于用求导替代了αβ变换中的相位延迟,加快了追踪速度,初始频率获取过程能够在1/2～1周期内跟踪上信号频率.为了增强算法的抗干扰性,针对求导替换带来的阻尼波动误差,及反正切运算带来的相位突变,采取了相应的抑制措施.通过在MATLAB中对各种信号仿真表明了该方法简单,实时性好,能够以高精度快速跟踪上系统频率.     

基于Sigma点卡尔曼滤波器的电力频率跟踪新算法

通过变换,首先将三相电压信号转换成一复电压信号,再利用一种复数型Sigma点卡尔曼滤波(CSPKF)算法以改进对发生谐波畸变和随机噪声干扰的电力系统电压信号的频率进行动态估计和跟踪的过程。理论证明,CSPKF算法与现有的复数型扩展卡尔曼滤波(ECKF)算法相比具有更佳的跟踪精度和稳定性。此外,CSPKF算法还成功解决了所有卡尔曼滤波算法都必须面对的当算法收敛后,系统参数发生突变的情况下需要重置误差协方差矩阵来重新跟踪这些变化的问题,进一步提高了其跟踪速度。对几种暂态电力信号模型的算法仿真表明,CSPKF算法具有优异的动态跟踪性能,迅速跟踪频率和幅值变化的同时又保持了较低的跟踪误差。     

一种基于d-q-0坐标变换的频率测量算法

传统的基于离散傅立叶变换或改进离散傅立叶变换算法所需数据量大,计算复杂,动态特性较差,不易实现。提出一种基于三相电网的频率检测算法,该算法利用广义d-q-0变换,将三相电量变换到d-q-0静止坐标系,然后分别对d轴分量和q轴分量进行低通数字滤波获得基波分量,对滤波后的基波分量进行计算得出电网频率。该算法所需数据量少,计算量简单,不需要考虑初相角。通过Matlab软件对各种信号进行了仿真,仿真结果表明该算法计算简单,易于实现,能够以高精度快速跟踪上系统频率。     

一种基于离散傅里叶变换的频率测量算法

对一种基于离散傅里叶变换(DFT)的频率测量算法进行了分析,该算法认为信号的频率偏移量在邻近的2个周期保持不变,因此在信号频率变化较快时频率计算误差较大.针对此问题,提出了一种改进算法.在计算频率偏移量时,除原方法外,还考虑了频率变化率带来的相邻周期相角差的影响.给出了2种方法以获得该算法所需要的信号频率变化率:一种是利用前次计算所得到的频率变化率,另一种是利用相对固定的频率变化率.仿真计算结果表明,改进后的算法具有较好的频率及频率变化率测量精度.     

基于αβ变换的快速高精度频率测量方法

基于αβ变换,通过数学推导,提出了一种快速跟踪电网频率的方法。该方法将追踪分为初始频率获取过程和迭代追踪过程。由于用求导替代了αβ变换中的相位延迟,加快了追踪速度,初始频率获取过程能够在112～周期内跟踪上信号频率。为了增强算法的抗干扰性,针对求导替换带来的阻尼波动误差,及反正切运算带来的相位突变,采取了相应的抑制措施。通过在MATLAB中对各种信号仿真表明了该方法简单,实时性好,能够以高精度快速跟踪上系统频率。     

电力系统频率新的跟踪算法

在许多电力系统保护和控制策略中必须精确测量和计算系统的频率。更重要的是在线计算系统的频率和它的变化，并必须认真处理系统频率的波动来解释测量的准确性。传统的方法是假设被分析的波形是纯正弦，该文提出一种利用数字滤波思想的新的频率跟踪和计算新方案，但不做任何波形假设。所提方案不采用二维富立叶变换、最小二乘和正交滤波。利用数字全通滤波器，该文提出一种新的、有效的电力系统频率计算方法。基于基本滤波器和设备，可以得到精确的电力系统频率而不受任何频率变化的影响。该算法不需要昂贵的如数字信号处理器等处理器。仿真实例和实际测量结果证明了算法的有效性。     

一种新型基于傅氏滤波的电力系统测频算法

本文提出了一种采用迭代算法来实现自适应跟踪测量电力系统频率的方法,通过实时调整傅氏滤波系数,来达到频率测量精度的标准。经仿真和实际应用表明：本算法能较好地跟踪系统频率的变化,且该算法能够同时对多路信号进行频率的跟踪测量。     

一种高精度实时电力谐波分析算法的实现

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率的谐波分析方法。该方法在谐波分析的同时调整采样间隔,跟踪电网频率,大大地减少了频谱泄漏。针对该谐波分析方法本文提出了离散Hartely变换递推算法,该算法大大地减少了计算量,且算法简单易于硬件实现。     

A new frequency tracking and phasor estimation algorithm forgenerator protection

Digital generator protection is a complex and difficult problem. Analog and solid state methods have been successfully applied to generator protection in the past and implementation of these functions in a digital device is a continuing trend. This paper explores a new method to implement frequency tracking and phasor estimation in a numerical relay. A new algorithm is presented which utilizes a variable window discrete Fourier transform (DFT) for frequency tracking. Use of the DFT to compute the phasor estimates at a frequency other than the assumed frequency is outlined first. Next, a new technique for tracking the frequency is outlined. The paper concludes with testing of the new algorithm     

Improvement of Accuracy of Power System Spectral Analysis by Coherent Resampling

The coherent resampling (CR) algorithm, which improves the accuracy of discrete Fourier transform (DFT)-based power system frequency analysis, is described in the paper. The algorithm uses extended Kalman filter for instantaneous frequency tracking and fractional B-spline resampler for signal approximation. The CR algorithm is a software counterpart of synchronous sampling, i.e., sampling, synchronized with fundamental frequency of the signal. CR may either be applied to previously noncoherently sampled signals or to work in realtime. Frequency estimation, amplitude spectrum estimation and THD factor estimation results obtained by presented algorithm are compared to those obtained by other methods. Both simulated and real signals were used for tests. Brief summary of realtime DSP implementation of CR algorithm is also given.      

一种改进型FFT谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)存在较大的误差,不适宜直接用于电力系统谐波分析中.为消除其所产生的误差,提高检测精度,提出了一种基于最小二乘法与FFT相结合的改进型谐波分析方法.该方法利用最小二乘法对快速傅里叶变换的结果进行修正,从而获得高准确度的分析结果,实现对非整数谐波和频率较小的次谐波的同步跟踪与分析.利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,仿真结果证明了该方法的有效性和准确性,为谐波的检测与分析提供了一种有效的方法.     

低频采样下基于卡尔曼滤波的同步相量测量算法的研究

各种基于定间隔采样的传统相量测量算法在跟踪速度和测量精度上不能很好地统一,在低频采样情况(每周波4~8个采样点)下提出一种基于线性卡尔曼滤波技术的10状态卡尔曼滤波模型,用于实时跟踪电力系统的电压有效值、频率、频率变化率和初相角,为系统提供精确的参数。结合二元泰勒展开公式,推导出各个参数的计算公式,并依据信号模型选取合适的时间区间保证算法对突变信号的响应速度。从采样频率、数据窗持续时间和算法对突变信号的跟踪精度方面对算法进行了讨论,结果表明使用该算法可以在低频采样下获得较高的参数估计精度。     

基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,以对格型ANF、简化格型ANF和基于SMM的新式ANF三种典型自适应陷波器的性能比较分析为基础,提出了一种科氏流量计信号频率跟踪新方法。该方法对频率、幅值和相位均随机游动变化的科氏流量计信号,首先采用新式ANF快速检测信号频率并作短时频率跟踪,待其收敛后简化格型ANF开始并行工作,在简化格型ANF收敛后取代新式ANF持续跟踪信号频率的变化。仿真结果表明,本文方法比格型ANF方法收敛速度更快、频率跟踪精度更高,比单一采用新式ANF方法计算更为简便,是一种科氏流量计信号处理的有效方法。     

介质损耗因数测量的谱泄漏对消算法

提出了基于谱泄漏对消及频率自适应跟踪的算法 ,它能有效抑制电压、电流谐波及基波负频分量的谱泄漏对介损因数测量的影响。该算法的特点是 :(1)能求得电网频率实现频率跟踪 ;(2 )运算量少 ,所需的乘法次数和加法次数均约为采样点数的 4倍 ;(3)谱泄漏抑制效果好 ,可取得较高的测量精度     

A signal processing adaptive algorithm for nonstationary power signal parameter estimation

This paper presents the design and analysis of an adaptive algorithm for tracking the amplitude, phase and frequency of the fundamental, harmonics and interharmonics present in time‐varying power sinusoid in white noise. If frequency, amplitude and phase of the multiple sinusoids become nonstationary, they are estimated as an unconstrained optimization problem using robust and low complexity multi‐objective Gauss–Newton algorithm. The presented algorithm deals with frequency drift and can accurately estimate frequency variation, amplitude and phase variation, as well as harmonic amplitude and phase variations. Further, the learning parameters in the proposed algorithm are tuned iteratively to provide faster convergence and better accuracy. The excellent tracking capability of proposed multi‐objective Gauss–Newton algorithm is shown through simulation and experimental results in a nonstationary environment. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于希尔波特-黄变换的介损数字测量算法

准确提取基波电压和电流信号是检测介质损耗因素的关键。提出了一种新的介质损耗因数检测算法,采用希尔波特-黄变换(HHT)对试品电压和电流信号进行检测,通过经验模态分解法(EMD)提取信号的固有模态函数(IMF),再进行Hilbert变换,得到各自的瞬时频率,由瞬时频率进行介质损耗因数的准确检测。该算法无需同步采样,可以实时提取测量电压、电流信号的基波成分。仿真结果表明,HHT受采样数据长度、频率跟踪误差的影响较小,在非同步采样的情况下,具有良好的应用特性,能有效提高介质损耗因数检测的准确度。     

一种基于导数的实时频率跟踪算法

频率是电力系统监控和保护中的重要参数,为对其进行快速准确的测量,提出了一种实时的频率跟踪算法。利用交流信号的正弦特性,通过二阶求导并进行线性化近似处理,进而事后误差补偿。算法在二阶导数初始计算时,运用Lagrange多项式进行曲线拟合。为减小多项式拟合和线性近似带来的误差,引入了误差补偿量和误差修正因子,提高了算法的计算精度。同时,分析了拟合多项式的误差余项,从而应用等比定理并在半周期长度的数据窗内进行平滑滤波,在兼顾实时性的基础上提高了算法的鲁棒性。Matlab平台上的仿真结果表明:该算法计算精度较高,对二次谐波有一定抑制作用,能较好地满足电力系统实时频率跟踪的要求。     

电力系统自适应基波提取与频率跟踪算法

传统的电网频率跟踪算法一般依赖于调整所选电网模型的响应速度或精度来增强电力系统异常情况下的稳定性,为减小电网谐波或噪声对频率测量的影响,提出了一种自适应基波提取与频率跟踪算法。该算法通过对电网状态的预估,获得电网频率与电压幅值的估计值,用于实时更新无限冲击响应滤波器系数,实现电网的白适应基波提取,同时还给出了滤波器在系数切换时快速稳定的方法,在此基础上,引入鲁棒扩展卡尔曼滤波算法,实现对基波频率的精确跟踪。仿真和实测结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,可有效抑制电网噪声对频率跟踪结果的影响,且算法复杂度较低,可以满足电力系统实时应用的要求。