基于递推DFT同步相量测量算法的研究

为了减小测量误差,设计一种计算量小、采样精度高、可同时测量相角、频率和幅值的方法,笔者分析了同步相量的主要测量算法和现有同步相量测量方法.由传统的DFT算法引入计算量少的递推傅里叶算法,通过变换得到一种改进型递推离散傅里叶算法,并给出频率测量的方法,对同步向量测量进行误差分析,并提出改进措施和方案.实验由高精度和可调节...     

基于傅里叶变换的高精度频率及相量算法

离散傅里叶变换(DFT)是电力系统中频率及相量测量的基本算法，作者首先从理论上分析了传统的离散傅里叶算法存在的测量误差，并在传统的离散傅里叶算法的基础上提出了一种前向递推的DFT算法，该算法利用3点DFT数据进行频率及相量的测量，有效减小了运算量，仿真试验验证了所提算法的正确性。仿真结果还表明，该算法能有效地减小由傅里叶算法引起的测量误差，具有测量精度高的优点。     

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。     

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.     

DFT递推算法及其应用

谐波分析是信号处理的重要内容,在生产、研究中应用极其广泛。离散傅里叶变换(DFT)是利用采样数据计算信号的频谱的一种数学工具,其计算量较大,难以用于在线实时频谱分析。该文系统介绍了DFT的递推算法,较好地解决了这一问题。     

DFT递推算法及其应用

谐波分析是信号处理的重要内容,在生产、研究中应用极其广泛.离散傅里叶变换(DFT)是利用采样数据计算信号的频谱的一种数学工具,其计算量较大,难以用于在线实时频谱分析.该文系统介绍了DFT的递推算法,较好地解决了这一问题.     

基于递推算法的海量COMTRADE数据计算并行化

针对海量暂态数据交换通用格式(COMTRADE)数据计算时,由于基础算法和串行编程造成的效率瓶颈,经过试验和改进,优选出了可适应快速计算的递推全波离散傅里叶算法、加窗递推全波离散傅里叶算法和能滤除直流分量的可递推算法。在这3种递推算法的基础上,提出了海量通道数据计算并行化框架,此框架为避免伪共享效应所引起的效率损失,在每个计算线程内对参与计算的每个通道提供了一个独立的"通道高速缓存队列",并提供基于下标映射的虚拟块数据访问机制,形成递推算法可直接访问的窗口数据映射块。试验证明,此递推算法和并行化框架相结合可大幅提升计算效率,并且可随着CPU核心数的增加和计算数据量的加大,获得线性加速比。     

适用于数字化保护的改进递推傅里叶算法

傅里叶算法的非递推形式计算量大,限制了其在数字化保护中应用;递推形式虽然计算量大幅减小,但有限字长效应引起的误差和计算过程中的截短误差都会在递推过程中产生累积,严重影响计算精度和长期运行稳定性。在分析递推形式累积误差来源及特点的基础上,研究了一种递推形式与非递推形式交替计算的改进递推傅里叶算法,以达到尽量减小累积误差的目的。同时,采用加权乘积项分布、同步计算技术,使改进算法的计算量比持续递推算法仅增加2次加法,保持了递推算法的固有优点。改进算法已经应用于智能站母线保护和站域保护等需要接入大量模拟量装置的开发,数字仿真结果和样机长期运行测试结果表明改进算法有效减小了累积误差影响,相比非递推计算形式,计算量大幅降低。     

基于神经网络的离散傅里叶变换

本文基于连续hopfield神经网络提出一种并行计算离散傅里叶变换的新方法,该方法针对连续hopfield网络的能量函数,构造出所需的网络结构,从根本上改变传统的顺序计算的方法,解决了传统方法计算速度慢的缺点。该方法是通过先计算离散哈莱特变换(DHT),再根据DHT和离散傅里叶变换(DFT)的数学关系,得到离散傅里叶变换的结果。最后利用Matlab/Simulink仿真,得出了傅里叶变换的结果,证明了新方法的可行性和正确性。     

一种克服累积误差的谐波递推算法

讨论了一种基于滑动窗口的电量测量算法,并在此基础上推导了具有最小计算量的递推算法,最后得到了一种可克服累积误差的快速算法.该算法基本是建立在离散傅里叶变换之上的一种递推算法,保留了频域法的优点的同时又克服了传统频域法需要大量计算的缺点.该算法较大地提高了计算效率和算法实时性,可被应用于实时控制、无功功率和谐波补偿、以及功率和能量实时计算等诸多领域.     

适用于同步相量测量的DFT算法研究

讨论了用于同步相量测量的离散傅氏变换DFT(Discrete Fourier Transform)算法。传统DFT算法计算量大,不适于采样率高且测量量多的场合。给出了一种递归傅氏变换算法,可减少计算量,并由此算法而推出一种频率测量方法,可以灵敏、准确地反映系统频率变化。将该算法用于所开发的同步相量测量装置中,实验结果表明该算法正确,且能满足精度要求。     

基于ADSP-2106x的DFT改进算法

离散傅氏算法DFT(D iscrete Fourier Transform)计算量随着采样频率的增加而增加,给实时在线频谱增加了困难。而递推算法虽然能大幅减少运算量,但会存在累计误差,影响了算法的可靠性。提出了DFT的一种改进算法,该算法采用分组求和的方式,能大幅地减少全周傅氏算法运算量,同时不会发生累积误差,最后通过基于ADSP-2106x的编程,对两种算法进行了对比分析。     

基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法

随着全球定位系统(GPS)的全面民用化以及通信技术的发展，电力系统实时相量测量技术日益受到关注。传统的基于离散傅里叶变换(DFT)的频率跟踪算法对相角误差的考虑不全面，从而其频率、相角、幅值等计算结果也不够准确。文中对 DFT 在非同步采样情况下的误差产生机理进行了全面分析，给出了非同步采样情况下 DFT 相角计算结果的精确误差表达式，基于该相角误差公式，提出了一种新的基于 DFT 的电力系统相量测量算法。与传统算法相比，该算法具有精确度高、可以自适应地抑制谐波干扰、计算量不大等优点，并用算例验证了这些优点。此外，还给出了实用的利用传统 DFT 方法计算功率的误差估计公式。     

基于递推DFT算法数字滤波器的研制

推导出递推DFT算法，并采用该算法实现了电力系统谐波与基波的分离，仿真和试验表明该算法具有计算量少、实现简单、滤波效果良好的优点，可用于基于交流采样的电力系统滤波和数据采集系统。     

一种新的分布式并网逆变器预同步算法

介绍了一种适用于并网逆变器预同步操作的电网电压基波分量递推DFT算法。该算法既能够可靠跟踪电网电压基波分量的相位、频率和幅值,又减少了计算量,保证了算法的实时性。在此基础上,该算法根据等角度间隔采样原理提出以递推DFT运算得到的基波相角为反馈调整采样间隔,实现了对电网电压频率的自适应跟踪,减少了频谱泄漏,提高了基波同步参数检测的精度。相对于传统的锁相环预同步方法,可以在谐波和零点漂移比较严重的情况下精确跟踪电网电压基波分量,从而减小逆变器并网操作对微电网以及逆变器本身的冲击。仿真结果表明了该算法的正确性。     

A new mapping method for phase estimation of single‐phase signals: A new generalization and new realizations of the DFT estimation method

This paper proposes and analyzes a new simple real‐time phase‐estimation method for single‐phase signals, which is based on a vector mapping theory of n‐dimensional to 2‐dimensional vectors. According to the analyses, the proposed mapping method can estimate instantly and properly the true phase of the signals that are contaminated by significant amplitude of noise and harmonics. The mapping method contains the conventional DFT method as a special case. In other words, it can be treated as a generalization of the DFT. Several simple realizations of the mapping method are also newly proposed as a single‐input and two‐output digital mapping filter in both nonrecursive and recursive forms. The recursive realization being able to decrease drastically computing load utilizes the normal form that is robust to finite word length effects. As an application of the proposed mapping method, inverter‐using power control system connected with a single‐phase grid is shown. All analytical results are verified by numerical experiments and the usefulness of the newly proposed mapping method is confirmed. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 160(1): 27–38, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20263     

动态条件下同步相量测量装置的数字滤波器及计算优化

随着广域测量系统对同步相量测量装置动态性能越来越严格的要求,数字滤波器在装置中的应用趋于复杂。为了提高精度,往往要采用多个滤波器互相配合完成计算。针对智能变电站的同步相量测量装置给出了详细的滤波器设计方案。有限冲激响应(FIR)滤波器级联离散傅里叶变换(DFT)会带来非常大的运算量,给嵌入式装置带来计算压力,为此推导出了FIR滤波器级联DFT后的滤波系数公式。利用该公式离线计算出滤波器级联后的滤波系数,能大幅减少计算量,解决滤波器级联带来的运算量大的问题。理论分析和实际测试表明,采用所述方案后,测量精度能够满足相关标准的要求,且大幅减轻了装置的计算负担。     

一种适用于同步相量测量的新算法

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。对现有的同步采样及误差消除方法进行了分析,提出了一种新的相量测量算法。通过线性插值计算,得到采样序列两相邻过零点进行频率跟踪,由所测频率对采样序列进行同步修正得到满足同步采样的新序列,采用DFT进行相量估计。仿真结果表明:该算法具有高精度、计算量小等特点,能够满足同步相量测量对精度及实时性的要求。