一种提高傅立叶算法分辨率和精度的方法研究

在传统的傅立叶变换算法中,选取的分析数据长度和频率分辨率有直接关系,而在实际工程应用中,如果选取的分析数据长度过短,则频率分辨率过低,而且可能导致计算的幅值小于真实值,产生较大的误差,如果选取分析数据长度较长,会提高分辨率,但会引发新的问题,在该段数据内,信号的频率不一定是稳定的,依然会导致计算结果误差过大。针对该问题,提出了一种改良的傅立叶算法,在不增加分析数据长度的同时,提高算法的分辨率和精度。     

介损在线监测去噪方法的有效性

为了减少白噪声给介损在线监测带来的误差,比较常规离散Fourier算法与加窗插值算法的准确性,分析了信号点数及其使用方式对计算所得介损误差的影响,分析了小波分解层数、阈值获得准则和阈值模式对介损计算准确性的影响,获得了不同类型的小波方法的去噪效果。结果表明:受噪声干扰明显时应采用常规离散Fourier算法。随信号点数的增加误差呈幂规律减少,采样时应该选择更高的采样频率。叠加平均法可有效提高介损测量的准确性;计算时仅用长信号计算一次即可,而不应该采用长信号的分段或滑动窗计算计算。含有白噪声干扰时小波方法虽可对时域信号去噪但该方法对提高介损测量的准确性无效。同时用实验室实测含噪信号的计算验证了分析结果。     

Combined FRM and GDFT filter bank designs for improved nonuniform DSA channelisation

Multistandard channelisation for base stations is a big application of generalised discrete Fourier transform modulated filter banks (GDFT‐FBs) in digital communications. For technologies such as software‐defined radio and cognitive radio, nonuniform channelisers must be used if frequency bands are shared by different standards. However, GDFT‐FB‐based nonuniform channelisers can suffer from high filter orders when applied to wideband input signals. In this paper, various combinations of GDFT‐FB with the frequency response masking technique are proposed and evaluated for both uniform and nonuniform channelisation applications. Results show that the proposed techniques achieve savings in both the number of filter coefficients and the number of operations per input sample. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

六相输电系统的故障暂态分析

六相输电能提高输送功率密度,降低杆塔建设成本,环境指标优于同塔双回线。针对六相输电故障分析主要集中于稳态的研究现状,该文对其故障暂态特性进行了深入分析,利用解耦变换矩阵将故障后的六相系统电压电流转换为六序分量,结合输电线路π型等值电路建立了六序网络的暂态模型。分别推导了频域下考虑线路分布电容、串补电容及并联电抗器的故障暂态电流表达式。与同塔双回线相比,六相系统的故障暂态过程更复杂,谐波频率更高,衰减更迅速。最后利用PSCAD建立六相输电系统模型验证了分析的正确性。     

基于不完全S变换的低频振荡在线辨识方法

针对传统的低频振荡辨识方法无法确定低频振荡的起振时间点,不利于调度员分析振荡的起因,提出采用不完全S变换方法进行低频振荡的在线辨识,以提高算法的计算效率。仿真测试以及实例分析的结果表明基于不完全S变换的低频振荡在线辨识方法的辨识结果准确、抗噪能力强,能够有效地识别振荡模式个数以及振荡的起振时间点,具有很好的实用价值。     

基于Hilbert-Huang变换的1000kV输电线路雷电绕击与反击识别方法

在考虑雷电先导发展的基础上,提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的1 000k V特高压输电线路雷电绕击与反击的识别方法。首先基于ATP-EMTP软件建立了考虑雷电先导发展过程的1 000k V输电线路雷电绕击与反击模型,研究了先导发展对输电线路雷击过电压的影响;然后对雷击输电线路后绕击和反击过电压的暂态过程进行了分析,基于信号的局部特征时间尺度,实现了线路雷电绕、反击信号的经验模式分解(EMD),对包含大部分高频信号的前四阶固有模式函数(IMF)进行Hilbert变换,将变换后的IMF瞬时幅值作为特征量,并计算其相应的方差贡献率的大小,进而完成输电线路雷电绕击和反击的判别。仿真结果和现场实测数据验证表明,该方法能够正确有效地识别输电线路雷电绕击与反击,不受线路接地电阻和雷电流幅值的影响,且克服了目前雷电流参数实测技术中获取数据工作量大和易误判的缺点,能为输电线路的防雷分析提供理论参考。     

α-β坐标系下瞬时无功功率的笼型异步电机转子故障诊断

根据α-β两相静止坐标下的瞬时无功功率理论,推导出笼型异步电动机定子瞬时无功功率在正常状态、转子断条故障、转子偏心故障、以及两者的复合故障状态下的表达式,并提取出不易被基频淹没、易于辨识的故障特征频率,以此达到诊断电机的目的。同时,转子复合状态下的故障特征频率得到有效分离。最后,利用双Hilbert变换,滤除瞬时无功功率频谱中的直流成分,更好地突出故障特征分量。实验采集定子三相电压电流,经过坐标变换,运用两相静止坐标系瞬时无功功率理论得到瞬时无功功率,进行频谱分析,验证了此法对电机转子各种故障诊断的准确性。     

异步电机电感参数的离线辨识

在异步电动机反Γ型等效电路的基础上,提出了一种定转子总漏感与互感的离线辨识方法。在已有的异步电机运动控制平台上进行含高频成分很重的单相脉冲和单相低频正弦实验,然后根据霍耳传感器检测到的电压电流信号,经傅立叶变换来实现对异步电机参数的辨识,实验表明辨识结果具有较高的精度。并对逆变器的死区效应进行了一定的补偿,使计算得出的电压与逆变器实际输出电压基本一致,电流波形接近正弦波,补偿效果能满足参数辨识精度的要求。     

基于提升小波包变换的谐波电能计量

为了克服加窗插值傅里叶算法无法准确计量非稳态谐波的缺陷,实现同时对电力系统稳态、非稳态信号的谐波电能进行准确计量,提出了基于提升小波包变换的谐波电能计量方案,详细阐述了其原理,提升分解、重构步骤。给出了整数次谐波、非整数次谐波功率计算公式,并通过仿真实验证明了该方法的准确性、可行性。对该算法进行优化,并进行DSP算法仿真实验,并估算该算法运行时占用空间大小及耗费时间,结果表明该算法能有效节省内存空间及运行时间。     

基于分数阶傅里叶变换的直流电弧特征分析

针对单纯从时域或频域方面检测电弧故障的缺陷,提出了采用分数阶傅里叶变换分析电弧的时频特征。通过试验模拟不同负载时直流串行与并行电弧故障,发现改变变换阶次使得电弧分数阶傅里叶域的特征比频域特征更加明显,有利于提取电弧特征。同时比较了负载性质及电弧类型对电弧分数阶傅里叶域特征的影响,及在线检测电弧故障时分数阶傅里叶变换和快速傅里叶变换算法复杂度与实时性。