一种基于自适应陷波器的电网频率测量新方法

该文提出一种测量和跟踪电网频率变化的新方法：采用两级自适应陷波滤波器结构，第一级陷波器用来滤除谐波并得到加强的基波成分，再经过降采样处理把基波频谱拓宽后，由第二级陷波器来估计基波频率。陷波器的自适应算法是非梯度搜索的，使其运算量大大简化，适用于实时处理的场合。并通过仿真来说明该方法具有测量精度高和响应时间快的特点。     

基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。     

电网畸变条件下基于快速正负序分离算法的自适应锁频环同步技术(英文)

为了应对电网发生电压跌落、频率突变、谐波污染等电网畸变条件,该文为并网逆变器提供了一种新的基于快速正负序分离算法的自适应锁频环同步技术。基于自适应陷波器的锁频环本质上是一个2阶陷波器,加上非线性微分方程后可以实现基波频率跟踪,实现电网信号的同步,前提条件是电网无扰动和谐波。电网发生畸变时,为了抑制扰动和谐波,提出了一种快速正负序分离算法,结合自适应陷波器,改进后的自适应锁频环同步技术利用简单的矩阵运算,可以在5个采样周期内实现正、负序分量及各次谐波的快速分离。与1/4周期延时的传统锁相环相比,该方法无需压控振荡器,无需比例积分参数调试,简化了系统的结构,实现了频率的自动跟踪,消除了系统检测误差,提高了系统的动态性能。文中对所提锁频方案进行了详细的理论分析,最后仿真和实验结果验证了所提方法的可行性及良好的暂态特性。     

基于自适应陷波滤波器的伺服系统谐振频率估计及抑制

在使用陷波滤波器抑制伺服系统机械谐振时,需要获取准确的机械谐振频率。为了快速检测出谐振频率,提出了一种基于自适应陷波滤波器(ANF)的机械谐振频率估计算法,通过速度误差信号分析,实现谐振频率在线快速辨识。首先,建立柔性连接伺服系统模型;然后,对ANF频率估计算法进行分析,并且与常用的快速傅里叶变换(FFT)频率检测算法的分析精度和计算速度进行对比。数值比较和仿真验证表明,ANF频率估计算法可以更快地实现谐振频率的精确检测。最后搭建试验平台,以ANF频率估计的结果作为陷波器的中心频率,成功实现了电机转速振荡的抑制,验证了该方法的有效性。     

电网污染条件下的一种基波信号检测方法

在动态信号污染条件下,传统的电网基波信号的检测方法的性能受到不利影响。文章提出了一种新的自适应陷波滤波器算法。该算法具有圆形的周期轨道,通过调节自身参数来自动跟踪基波信号的变化,从而实现了对污染条件下的电网基波信号的相角、频率和幅值的实时准确的提取。仿真结果表明,自适应陷波滤波器方法对于电网中存在的谐波、电压骤升/骤降/缺口、三相不平衡及其它类型的污染,具有很高的免疫性。该方法结构简单,软、硬件实现起来比较容易。适合应用于分布式电源并网时,电网基波信号信息的准确跟踪,为并网变换器的同步工作提供依据。     

用于主动减振的振动信号实时高精度检测

为了满足主动减振对振动信号实时高精度检测的需求,提出了一种自适应的振动信号频率、相位和幅值的在线检测方法。首先采用自适应陷波器实时估计振动信号频率,为降低噪声对频率估计精度的影响,对振动信号进行低通滤波预处理;接着利用检测出的频率生成参考正弦信号,通过最小均方算法（1east mean—square algorithm,LMS）提取出经滤波处理后的振动信号;最后,利用检测出的信号频率和已知的低通滤波器信息,还原出无噪声干扰的原始振动信号。根据主动减振应用中振动信号的特点,设计了一组检测仿真实验,实验结果显示本文方法可以实现对频率和相位的无偏估计,幅值的检测精度优于99％,可以满足主动减振应用的要求。     

采用自适应陷波器的电压暂降检测方法

随着科技的发展,用电设备对电能质量的要求越来越高,电压暂降问题越来越受到重视,其中准确的电压暂降检测是治理电压暂降问题的前提。提出采用自适应陷波器结构的滤波功能,结合频率自适应方法,可以准确的检测出频率变化时的相电压的基波信号及其正交信号,从而可以求得电压的幅值和相位信息,达到电压暂降检测的目的。该方法结构简单,抑制谐波影响,适应频率变化,仿真和实验结果均表明,采用自适应陷波器的电压暂降检测方法,可以准确的获得每相电压的电压暂降信息。     

基于SDFT和自适应三参数陷波器的快速机械谐振抑制

伺服系统中发生中高频机械谐振时一般采用自适应陷波器进行抑制。传统的两参数陷波器方案易引入较大的相位延迟,而且抑制速度难以满足高性能伺服的需求。针对此问题,提出了一种改进的陷波器方案,通过加入陷波深度参数来调整陷波中心频率处的振幅衰减,降低了陷波器带来的相位滞后。并提出了一种基于SDFT算法的谐振频率检测方案,通过在每次采样后获取系统幅频谱的变化过程来检测系统谐振频率,大大缩短了谐振频率检测耗时。理论和实验证明新方案能更快、更稳定的实现机械谐振的自适应抑制。     

基于陷波器和相关法的科氏流量计信号处理方法

科氏流量计信号处理的关键在于频率和相位差的准确估计,频率估计主要存在长时间持续跟踪精度不高的问题,相位差估计主要存在精度不够和实时性较差的问题。首先,通过引入负反馈控制,可有效解决自适应陷波器长时间持续跟踪问题,提高频率估计精度。然后,利用频率估计结果,对自适应陷波器滤波后的增强信号进行整周期数据处理。接着,对整周期数据处理后的信号进行希尔伯特变换。最后,对希尔伯特变换前后的信号进行相关运算,利用正弦公式即可求得相位差,进而求得质量流量。仿真结果表明,本文所提方法具有较高的频率和相位差估计精度,可用于科氏流量计的实时信号处理。     

相控开关技术基波参考信号提取

基于自适应陷波器技术实现输入信号的基波分量提取和频率估计,并鉴于其谐波抑制能力不足的问题,设计前置无限冲激响应滤波器,实现在输入信号畸变的情况下基波参考信号的准确提取及基波频率的自适应估计.最后,通过dSPACE快速控制原型系统验证了该方案的有效性。     

基于时间尺度变换策略的幅频测量用自适应陷波器算法

现有电力信号幅频测量算法在动态条件下的测量精度和响应时间方面还有待改善,为此提出了基于时间尺度变换的自适应陷波器(adaptive notch filter,ANF)算法进行幅频测量。该算法对时间进行尺度变换,得到新时间尺度下的ANF动态方程,能够消除频率参数和滤波器之间的非线性耦合,将状态估计方程等价为线性时不变系统,并进行离散化处理。该算法能够有效消除谐波和噪声干扰,快速准确地测量动态变化的幅值和频率。算例结果验证了该方法的有效性,可满足在线测量的要求。     

应用自适应陷波滤波器进行电力系统谐波检测的改进算法

非线性电力电子设备的广泛应用给电网带来了严重的谐波污染,如何抑制谐波危害已成为电力电子领域急待解决的问题。实时准确的检测谐波是抑制和补偿谐波的关键。首先分析了电网电压含有直流分量与电网电压幅值变化对基于自适应陷波滤波器的谐波提取方法的影响,并对原方法进行了改进;再将改进后的方法应用到谐波提取中,在电网电压同时含有直流分量且幅值改变时,实现了对直流分量、基波频率、各次谐波瞬时值与幅值的准确提取。在Matlab/Simulink环境下的仿真结果验证了所提出方法具有较高的精度与响应速度。     

基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法*

针对电网直流分量和高次谐波对谐波电流检测精度的影响,提出了一种基于二阶广义积分器的改进型ip-iq谐波检测算法。该算法在传统ip-iq法的结构上加入了改进型SOGI滤波环节,有效滤除了输入信号中的直流分量同时还抑制了高次谐波,改进型SOGI的锁相环在电网电压含高次谐波和直流分量的情况下能提供稳定的电网电压频率,从而能够更准确检测出谐波电流。仿真算例对比分析了传统ip-iq法和基于一般SOGI的ip-iq法,验证了文中提出的谐波检测方法在电网含直流分量和高次谐波时的有效性和可靠性。     

基于陷波算法实现LCL变流器网侧电流直接控制

随着并网变流器容量的增大,LCL滤波器的滤波优势得以体现,但与L型滤波器相比,LCL型滤波器存在谐振点,降低了系统的稳定性。常规的无源阻尼和有源阻尼的控制策略虽然能增强系统的稳定性,但会增加系统损耗,或者需要额外的传感器。这里首先比较分析了系统不同变量作为反馈值对LCL变流器的控制性能影响。在不增加额外传感器的基础上,选择最佳的控制对象,得出一种基于陷波器理论的新型有源阻尼算法,实现对网侧电流的稳定控制。并给出了陷波器参数的设计方法,仿真和实验验证了所述方案的有效性。     

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。     

基于抗频率偏移电感辨识的并网逆变器模型预测控制

电感参数对实现并网逆变器高精度模型预测控制至关重要,而传统电感辨识方法易受到电网频率偏移的影响,且在有功功率为零时无法使用。为提高模型预测控制中电感参数的频率鲁棒性,提出了一种基于模型参考自适应的电感在线辨识方法。首先,设计了一种二阶滑模观测器观测电网电压。其次,在不补偿低通滤波器造成观测电压幅值和相位偏差的情况下,令实际电网电压也产生相同的幅值和相位偏差,而后利用二者之间的误差与电感误差的关系建立电感辨识模型,从而克服了电网频率偏移对电感辨识结果的影响,且在有功功率为零时也可实现电感辨识。最后,将辨识出的电感参数代入模型预测控制算法,即可实现对逆变器更准确地控制。实验研究验证了所提电感辨识方法的有效性和准确性。     

具有自适应无功和谐波补偿功能的并网逆变器设计

针对电网的污染问题设计了太阳能光伏并网逆变器,实现向电网传递有功功率的同时对电网电流中的无功和谐波分量进行补偿,改善电网质量,使电网电流正弦化。基于自适应陷波滤波器ANF原理,介绍了一种适用于单相电路负载的无功和谐波电流提取的新方法。该方法能较为准确快速地检测出所需信号的幅值、相位和频率等信息,并且在负载变化时保持较快的响应速度。最后,在Matlab/Simulink环境下对该理论进行仿真,验证了该方法的可行性。