数据插值在谐波分析算法中的应用及其实现

本将采样数据插值法应用于谐波分析的算法，导出了用非同步采样数据计算同步采样数据的插值公式，并根据复序列快速傅立叶变换（FFT）原理计算谐波参数，最后给出了误差仿真结果。     

基于插值FFT算法的间谐波分析

间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号.间谐波除了具有一般谐波信号的特性外,还会影响谐波补偿装置,因此准确检测间谐波的参数对于电力系统具有十分重要的意义.快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在着较大的误差,因而无法直接获取准确的间谐波参数.为了减小非同步采样的影响,提高间谐波分析精度,提出了基于加窗插值FFr算法的间谐波参数估计,分析和推导了基于Rife-Vincent（Ⅲ）窗的间谐波频率、幅值和相位的估计公式.在此基础上,对插值公式作适当修改,可以进一步提高分析精度.仿真结果表明：改进后的算法在非同步采样时,对电网间谐波和谐波参数的估计具有很高的精度,有利于电力系统中谐波参数的准确获得.     

电力系统谐波分析FFT算法的软件实现

通过软件来实现FFT算法，并把它应用到电力传输中，这就给电力系统的分析提供了可靠的数据，对电力系统的安全运行和正常工作都有很重要的意义。     

基于插值FFT算法的电力系统谐波分析

快速傅里叶变换在非同步采样时存在较大的误差,无法直接用于电力系统谐波分析。详细介绍了一种基于五项Rife-Vincent(Ⅲ)窗插值FFT算法的谐波参数估计新方法,利用电磁暂态仿真程序ATP建立一个实际的400/ 33 kV工业电力系统仿真模型,对系统的谐波电流进行了仿真。针对其不同程度的频谱泄漏,分别采用FFT和所提出的五项Rife-Vincent(Ⅲ)窗插值FFT两种算法对11次谐波参数估计值进行对比分析。实验结果表明,该算法较FFT算法在频率、幅值和相位的估计值精度上有明显提高。     

谐波分析的加窗插值改进算法

加窗插值FFT是电力谐波分析的常用算法，文中在两方面对该算法进行了改进。提出了一类新的离散窗函数——矩形自卷积窗。m阶矩形自卷积窗由m个矩形窗通过卷积运算生成，其幅频特性在零点处的1-m-1阶导数均为0;谐波分析时，加这类窗可以最大限度地减小基波及各次谐波相互之间的频谱泄漏：另外，给出了适合新窗的插值算法，并对插值算法的一些常规做法进行了改进。基于新窗的改进算法易于实现，能显著提高谐波分析精度和减小计算量。仿真分析和实践验证了其可行性和有效性。     

迭代加窗插值FFT谐波分析方法

为了提高谐波分析精度,提出了一种基于迭代加窗插值快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)的谐波分析方法,并给出了统一的谐波频率、幅值及相位的计算公式。通过主瓣拟合,将传统的基于最大旁瓣衰减窗MSDW(maximum sidelobe decay window)的插值FFT方法扩展至其他对称窗,并根据窗函数的主瓣特性选择合适的窗函数进行拟合。最后通过迭代算法计算出谐波的精确频率值。仿真结果表明:在非同步采样的条件下,该算法可精确地实现谐波和间谐波分析。与传统加窗插值FFT方法相比,所提方法不依赖窗函数的类型,针对不同的窗函数具有统一的谐波参数计算公式,通用性强,实现方式灵活。     

应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法

采用快速傅立叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样和整数周期截断，由此造成的频谱泄漏将影响到谐波分析的结果。通过加窗以及采用插值修正算法可以改善计算谐波频率、相位和幅值的准确度。该文针对已有算法存在的问题，提出了一种基于两根谱线的加权平均来修正幅值的双峰谱线修正算法，利用距谐波频点最近的两根离散频谱幅值估计出待求谐波的幅值；同时，利用多项式逼近方法获得了频率和幅值修正的计算公式，这些改进能够进一步降低泄漏和噪声干扰，提高谐波分析的准确性。基于该改进方法，文中推导了一些常用窗函数的实用修正公式。仿真结果验证了该改进算法的有效性和易实现性。     

基于Nuttall窗插值FFT的标准源谐波分析算法

电力标准源是用于输出电力仪表测试的基准信号,其输出精度主要取决于反馈检测精度.采用FFT对标准源输出进行谐波分析时,很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏将导致谐波分析时存在较大的误差.针对上述问题,基于插值算法的原理,提出了4项3阶Nuttall窗函数与双峰谱线的插值算法,给出了谐波幅值、相位和频率的修正公式.仿真和实验结果证明所提算法能够有效抑制频谱泄露,显著提高标准源输出精度.     

基于双CPU电能质量监测仪的谐波分析算法研究

采用DSP和ARM双CPU结构是目前电能质量监测仪最普遍的设计方法。本文介绍了一种双CPU的系统结构,重点研究了加窗插值FFT作为谐波分析算法,给出了4项Rife-Vincent(III)窗对应双峰谱线插值法的拟合多项式系数,提出了此算法的实现方法及程序流程图。利用Matlab进行的仿真实验表明:在基波频率变化的情况下,对含有9次谐波信号应用此算法,其计算精确度可达到国标要求。     

Blackman-Harris窗的插值FFT谐波分析与应用

快速傅里叶变换在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大的误差,无法得到准确的谐波参数。加窗插值快速傅里叶变换算法广泛用于电力系统谐波,可改善因非同步采样和非整数周期截断造成的频谱泄露,提高分析精度。文章分析了Blackman-Harris窗的频谱特性,提出了基于Blackman-Harris窗插值的分析算法,运用多项式拟合求出实用的插值修正公式。仿真结果表明,Blackman-Harris窗插值FFT方法设计实现灵活,抑制频谱泄露效果好。     

直流输电系统在交流故障下的谐波分析

利用电力系统暂态仿真软件EMTDC作辅助分析,对高压直流系统在交流侧发生单相故障下的谐波问题进行了详细的研究,得出的结果是3,9次谐波最为严重,也出现幅值不小的2次谐波,如不采取相应的措施,将会对系统造成较大的影响.     

高压直流输电系统谐波计算软件包开发与应用

为提高直流输电系统谐波计算的准确性,采用交直流基波和谐波统一计算的原理,应用 VC++和Delphi语言开发了直流输电系统谐波计算软件,可同时计算含有多个直流输电系统换流站、直流线路及交流系统各母线和各支路的基波潮流、特征谐波和非特征谐波电压、电流,计算各母线谐波电压畸变率及系统谐波损耗;同时,根据直流输电线路、接地线等结构参数,计算直流输电线路的谐波参数;并提供了数据的各种输入、编辑和维护、查询功能,可方便地调整交、直流滤波器的类型和参数。利用该软计对南方电网含有5条直流线路的系统进行了计算,程序运行稳定,结果可靠;并将±800 kV云广直流输电系统的计算结果与EMTDC仿真结果进行了比较,表明该软件具有计算速度快、结果准确、使用方便、通用性好等特点。     

基于特征值方法的高压直流输电中谐波不稳定分析

高压直流输电中交直流侧谐波通过换流器开关作用使各自的频率阻抗特性发生改变,使得直接用频域分析变得不够准确,简要介绍了谐波不稳定的产生机理;主要通过分析二次谐波引起的不稳定,根据其谐波在换流器与等值系统中传递时引起的相互转变而得到的关联矩阵,用MATLAB编辑器求其特征值,提出一种基于此特征值性质的判断谐波不稳定的新方法;采用PSCAD/EMTDC自建电磁暂态仿真模型,对自发式谐波不稳定进行了仿真研究,验证了该新方法的正确性。     

HVDC技术的发展应用情况综述

HVDC(高压直流输电)技术在我国具有广阔的应用前景。本文对HVDC的特点及其发展应用情况,我国HVDC工程建设的国产化情况,HVDC在我国的应用前景,以及多端HVDC、轻型HVDC和电容换相换流器(CCC)等新型HVDC技术的发展应用情况进行综述。     

基于直流输电系统换流器谐波的分析与处理

高压直流输电系统中的换流器是一种电力电子装置,具有非线性特性,易受直流输电系统运行方式、换流变压器的联结组别、换流器单元接线方式等因素的影响,在工作过程中会产生不同类型的谐波,引发谐波不稳,严重危害电力系统的安全、优质、经济运行。因此,对换流器产生的谐波要进行准确分析,通过滤波装置的合理配置,有效处理谐波对供电系统、用户和周围电气环境造成的危害,才能保证高压直流输电系统的正常运行。     

一种新型高压直流谐波电流测量方法

鉴于传统的谐波测量方法已难以满足高压直流输电(HVDC)谐波测量的需要,介绍了一种基于Rogowski 线圈的HVDC谐波电流测量系统,整个系统的准确度优于3%,谐波检测部分的准确度优于1%,该系统完全不受 直流分量影响,高低压端完全光纤隔离,易于绝缘,适于HVDC谐波测量,也可用于一般直流谐波的测量。     

高压直流输电控制与保护对线路故障的动态响应特性分析

直流输电线路保护中,以电压变化率为动作判据的线路行波保护和低电压保护难以检测出线路高阻接地故障,线路差动保护需要通过闭锁躲避区外故障而使动作延时较长,从而难以起到后备作用。同时,直流控制系统环节对线路保护的动作特性也有很大的影响,小负荷水平下将导致线路电流波动而导致差动保护拒动。结合某一直流线路实际参数,基于真实的直流控制保护模型与参数的EMTDC仿真平台,采用实际故障录波分析和仿真分析相结合的手段,系统分析了线路保护不正确动作的机理以及直流系统控制环节对线路保护的影响,并提出了解决方案。     

多桥换流器高压直流输电送端谐波不稳定分析与抑制

针对多桥换流器高压直流输电系统送端换流站不同工况直流偏磁下谐波不稳定问题,基于单桥6脉波换流器的开关函数和调制理论,考虑换流变压器的叠加特性,得到不同工况下多桥换流器数学模型。在此数学模型基础上,分析了谐波在交直流侧的相互调制,推导出了不同工况下多桥换流器的谐波放大倍数及谐波不稳定的定量判据,并且综合分析影响判据的多种因素,提出了通过合理设计交直流系统阻抗以及合理安排系统的运行工况从而提高系统谐波稳定性的有效措施。最后,在PSCAD中构建了多桥换流器高压直流输电系统电磁暂态仿真模型进行验证,仿真结果验证了所述措施的正确性与有效性。     

高压直流输电直流侧谐波电流计算

为计算高压直流输电工程的等效干扰电流,详细描述了给定两侧三脉动谐波电压源情况下如何计算沿线各次谐波电流的一套计算流程,包括直接流过直流极导线、接地极线路的谐波电流和感应到直流线路、接地极线路地线中的谐波电流。该计算流程分为2步:第1步,将直流侧系统作为一个整体用求解一般性电网络的节点分析法计算,在计算节点导纳矩阵时,直流输电线路作为一个网络元件采用全相耦合模型;第2步,在求得直流输电线路端口上的谐波电压之后,将直流线路分解为正序与零序网络,分别计算沿线各次谐波电流的正序与零序分量,然后再将正序与零序分量合成为整体谐波电流。在同等条件下,比较该算法的结果与电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC的结果,两者基本一致,验证了所提算法的正确性。     

高压直流输电3脉动谐波电压源计算

为了能够合理而有效地配置直流滤波器,基于给定的主回路稳态参数,描述了在考虑各种不对称因素及交流电压不平衡条件下如何计算3脉动谐波电压,包括特征谐波与非特征谐波。具体计算时采用分段算法,该算法根据各3脉动组中三个阀的导通及换相情况,将3脉动电压波形在一个周波内分为6段,根据计算获得的分段区间将交流基频电压与各次谐波电压作用下的3脉动电压按此6个分段区间分别进行傅立叶分解,然后将相同的谐波次数进行合并就可获得最终的3脉动源的各次电压。该算法能够有效地考虑相关不对称及交流背景谐波等影响非特征谐波的各种因素,准确计算3脉动源的各次谐波。在同等条件下,将该算法与西门子HarmDistr程序比较,其计算结果基本一致,验证了该算法的有效性。