电力系统谐波和间谐波检测方法综述

电力系统谐波和间谐波的实时精确检测是谐波评估和治理的前提和基础。结合国内外谐波检测技术的发展现状,从检测信号模型出发,对基于加窗、加窗插值、谱估计和希尔伯特—黄变换(HHT)的谐波检测算法进行了分类和总结,指出了各种算法在谐波检测中的优缺点。最后,对电力系统谐波检测中需要关注的问题和研究方向进行了探讨。     

IEC闪变仪归一化时变特性对线性精度的影响

IEC 61000-4-15标准认为矩形调制幅度(ΔV/V)与短闪P_st满足线性关系KP_st=f(KΔV/V),要求闪变仪厂家标定出满足线性误差范围时K的最大值和最小值,IEC 61000-4-30标准进而要求A级闪变仪K的最大值必须为10。研究发现在实际线性测试中,严格依据IEC 61000-4-15标准设计的闪变仪K值的最大值仅为6,不满足IEC 61000-4-30标准A级闪变仪10的要求,指出该值不达标本质原因在于IEC闪变仪归一化环节的时变输出特性改变了矩形调制幅度。MATLAB仿真和实验测试证明了所提观点,该观点对于IEC 61000-4-30标准A级闪变仪的设计和测试规程的制定具有指导意义。     

面向 NILM 的负荷采集与处理一体化系统设计

负荷稳暂态特征稳定准确提取对NILM研究至关重要,为此文章设计了一套面向NILM的负荷采集与处理一体化系统。实测表明,该系统功能完整,能满足NILM稳态特征提取和暂态特征录波分析,具有良好的应用价值。     

基于加窗插值和ESPRIT的电力系统间谐波算法

临近谐波或基波的间谐波是导致电压闪变的直接原因.为准确检测间谐波,通过分析加窗插值算法和ESPRIT的局限性,提出基于加窗插值和ESPRIT的间谐波检测方法.通过加窗插值求解各个信号参数,采用频率分析定位临近谐波和间谐波所在频率区间,并采用ESPRIT算法计算时域滤波后的残差分量.仿真对比结果表明,该方法的频率分辨率和精度均优于加窗插值法和传统ES-PRIT算法,能有效消除伪谱的影响.     

基于加窗插值和Prony的电力系统间谐波算法

邻近谐波或基波的间谐波,是导致电压闪变的直接原因,准确检出该成分,对于改善电能质量具有重要意义.考虑真实电网宽带多频的信号特性,分析了加窗插值算法和谱估计法局限性,提出基于加窗插值和Prony的间谐波检测法.先通过加窗插值求解各个信号参数,进而采用频率分析定位临近谐波和间谐波所在频率区间,最后对时域滤波后的残差分量用P...     

基于多周期同步采样宽带移相法的新型电网无功测量方法

基于多周期同步采样宽带移相法,提出了一种电网无功数字测量新方法。多周期同步采样用100 MHz高频脉冲对电网频率进行测量跟踪,保证10个周期采样同步误差小于0.03%;设计的宽带移相滤波器组在带宽45~4955 Hz内实现90°相移,相移误差0.01°,其暂态过渡时间最大为67 ms。给出了实现该方法的具体硬件配置。仿真结果表明,相对传统方法,所提方法精度更高,可在每10个周期内实现电网无功的高精度测量。     

基于时域多周期同步和频域代数运算的谐波检测法

提出了一种电网谐波数字测量新方法,时域多周期同步采样的频域代数运算法,给出该方法实现的具体硬件配置。该方法主要包括时域多周期硬件同步采样和频域叠加运算2个关键环节。多周期同步采样用100 MHz高频脉冲对电网频率进行实时测量跟踪,保证10个周波采样同步偏差小于0.03%;进而对采样信号的矩形窗频谱进行简单的代数运算,可达到加Hanning窗的精度。仿真实验表明,新方法可在每10个周波实现电网谐波的高精度测量,精度满足国标A级标准。     

加过零检测的电力谐波加窗算法

离散傅里叶变换是电力谐波检测的有效方法。针对该算法频谱泄漏严重,导致谐波检测精度不高的问题进行了研究,分别采用对时域信号加平顶窗和经典海宁窗、对加窗信号进行傅里叶变换求解电力谐波的方法。考虑到加窗算法得到的谐波幅值的计算精度除了与所加窗的频谱特性有关外,还与采样初始相位密切相关,因此,提出先通过过零检测以决定信号初始采样相位,然后对采样信号加海宁窗进行谐波计算的方法。Matlab仿真和实际应用表明,该方案对于电力谐波检测具有较高的精度和实时性。     

电网间谐波分析的包络分解法

从间谐波产生的机理出发,提出一种分析电网间谐波的新方法——包络分解法。该方法的主要依据是：含间谐波的工频信号一定是非平稳工频信号,间谐波信息一定包含在工频信号的包络之中。该方法的关键步骤是：从工频信号中提取包络,对包络进行分解,按特定公式求出各次间谐波的频率、幅值。包络分解法排除了整次谐波频谱泄漏产生的虚假间谐波,基于Matlab的仿真表明,用于实际电网时它提供的间谐波信息更为真实、精确。     

基于加窗插值和Prony的电力系统间谐波算法

邻近谐波或基波的间谐波,是导致电压闪变的直接原因,准确检出该成分,对于改善电能质量具有重要意义.考虑真实电网宽带多频的信号特性,分析了加窗插值算法和谱估计法局限性,提出基于加窗插值和Prony的间谐波检测法.先通过加窗插值求解各个信号参数,进而采用频率分析定位临近谐波和间谐波所在频率区间,最后对时域滤波后的残差分量用Prony算法计算.Matlab仿真表明该方法频率分辨率和精度优于加窗插值,相对传统Prony法不需要估算信号个数,能有效消除伪谱的影响.