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FPGA改进的多周期同步采样测量方法

分析了交流同步采样的基本原理、适用范围以及优点与不足,同时提出了一种多周期同步采样新方法,以达到快速测量场合下高速、高准确度的测量要求。该方法能够在基频偏离工频时有效实现采样窗口与被测周期的同步,可在每10个周波实现电网参数的高准确度测量,理论准确度达到0.2‰。给出了具体的硬件配置,仿真实验结果表明新方法相对于传统方法准确度更高,计算误差更小。基于FPGA实现高速逻辑控制,并且通过QUARTUS II 9.0进行设计以验证算法在实际硬件当中的可靠性,为在线监测中参量采集提供必要的依据。     

基于DFT梯形积分修正法的谐波测量算法

非同步采样是造成频谱泄漏和影响谐波测量精度的重要因素.为提高非同步采样的测量精度,提出一种在固定采样频率条件下的谐波测量算法.该算法基于DFT的梯形积分原理,在系统频率发生偏移时将一个周期内的采样点数分为整数点和分数点,利用分数点的积分结果去修正谐波测量结果.为求取分数点对应的采样值,采用了线性插值算法.所提出的算法无需硬件频率跟踪电路,数据窗长度仅为一个周波,特别适合于保护、测控、故障录波等多功能一体化智能电子装置.仿真计算及实际装置运行均表明,当系统频率在45～55 Hz之间变化时,此修正算法均可以有效地提高基波和谐波的测量精度.     

基于IEC标准和全相位谱分析的谐波间谐波检测方法

IEC 61000-4-7:2002标准推荐的谐波间谐波测量新方法在同步采样下对非平稳信号具有良好的测量精度,但在非同步采样下测量精度较差,在各次谐波和间谐波相对相位变化下测量值会不同。为提高IEC新方法测量精度并保持测量值恒定,提出基于IEC新方法与全相位谱分析相结合的改进方法。该方法利用全相位谱分析具有优良的抑制频谱泄漏和相位不变性特点,实现在非同步采样下对多种典型非平稳信号谐波间谐波的精确测量,并与IEC新方法和传统加二阶余弦窗IEC新方法对比。仿真结果表明,所提出的改进方法非常适用于在非同步采样下谐波间谐波测量,即使各次谐波和间谐波相对相位出现变化,测量值仍然具有较高的精度并能保持恒定。     

基于插值理论的准同步算法在谐波检测中的应用研究

当今对谐波的检测已有多种方法,不同的方法各有自己的优缺点.本文在分析比较主要检测方法优缺点之后,根据加窗插值的快速傅立叶算法的误差特点,估测出电网中的基频,然后用此基频的整数倍采样频率对含有谐波的电网信号进行准同步采样,再利用快速傅立叶变换估测各谐波参数的方法.仿真结果表明该方法的测量精度明显优于加窗插值的快速傅立叶算法.准同步采样可以减少采样周期,进一步提高算法的实时性.     

基于DFT梯形积分修正法的谐波测量算法

非同步采样是造成频谱泄漏和影响谐波测量精度的重要因素。为提高非同步采样的测量精度,提出一种在固定采样频率条件下的谐波测量算法。该算法基于DFT的梯形积分原理,在系统频率发生偏移时将一个周期内的采样点数分为整数点和分数点,利用分数点的积分结果去修正谐波测量结果。为求取分数点对应的采样值,采用了线性插值算法。所提出的算法无需硬件频率跟踪电路,数据窗长度仅为一个周波,特别适合于保护、测控、故障录波等多功能一体化智能电子装置。仿真计算及实际装置运行均表明,当系统频率在45～55 Hz之间变化时,此修正算法均可以有     

改进的时域同步插值算法在基于TDA谐波和间谐波测量中的应用

时域同步插值可以解决非同步采样下多周期FFT谐波与间谐波测量的精度问题,但多周期窗口化会引起插值点跑位且插值计算量较大.文中提出了一种改进的时域同步插值算法,通过计算理想插值点的跑位数来确定其对应插值区间,并对相应的步长比例因子进行修正,解决了跑位问题;采用递推的方法求解步长比例因子,减少了插值运算量.仿真结果表明,该算法结合时域平均(TDA)运用于谐波和间谐波测量,非同步采样情况下仍有着较高的精度.     

有功功率测量的异步采样方法

本文提出了旨在消除同步采样条件限制的交流信号有功功率测量的异步采样方法.该方法提出了新的有功功率定义式的数值计算形式,依据交流信号一个周波内的多点采样值直接算出有功功率.采样频率只须根据存在的谐波按Nyquist定理确定,而不必满足同步采样条件.分析表明无论有无谐波,测量误差在周波内测量点数为128时约为1×10-6,且随测量点数的增大而进一步减小.依据该方法提出的算法相当简单,普通微处理器都可应用该算法连续测量每个周波的有功功率.     

在线监测tanδ的高精度相对分析法研究

谐波分析法应用于介损测量,在电网频率波动,被测信号含有间谐波的实际条件下,很难做到理想同步采样,由此造成的频谱泄漏将严重影响介损的测量精度。在频域分析了非同步采样条件下,谐波分析法介损测量产生误差的原因,并从介损定义出发得出基于相对测量的加窗谐波分析法能有效提高介损测量精度,仿真结果也证明了所提算法的有效性和可行性。     

基于OMAP平台的电力谐波检测装置的设计

以OMAP5912为硬件开发平台,采用加窗插值的快速傅立叶算法实现电网谐波参量的检测.使用该算法可以在非同步采样的条件下实现谐波参量(频率、幅值、相位)的准确测量,简化了硬件电路.本文重点阐述了检测装置的硬件整体实现方案及软件设计流程.在软件开发中使用DSP/BIOS操作系统,方便了开发过程,该检测装置具有很高的测量精度,很好的实时性.     

频谱小偏差校正新方法

提出一种频谱校正新方法以克服小的同步偏差对频谱分析的影响。该方法包括信号频率实时估计、采样频率同步跟踪和谐波系数误差校正几个要素。信号频率估计采用改进的相位差法,谐波系数校正采用一个向量级数公式。频率估计和同步跟踪将采样同步偏差控制在较小范围,然后采用谐波系数校正算法进一步提高谐波测量的准确度。基于MATLAB软件的仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于递推离散傅里叶变换和同步采样的谐波电流实时检测方法

目前普遍采用的谐波检测方法存在工频周期延时、计算量大等不足,文章提出了一种基于离散傅里叶变换的快速谐波检测方法。该方法采用递推方式动态更新频谱,并根据相位计算结果实时跟踪电网频率变化,动态调整采样频率,实现同步采样,有效抑制了电网频率波动对检测精度的影响。4种不同情况的仿真实验结果表明,该方法实现简单、计算量小,能实时检测出基波与指定次谐波的参考指令电流。     

计及噪声的动态谐波准同步采样分析方法

电网中非线性负荷投切等使谐波具有明显的动态特性,为此,提出一种基于准同步采样算法的动态谐波分析方法,从理论层面分析噪声对谐波频率测量的影响,建立谐波频率测量方差理论式。准同步采样算法通过复化梯形积分和迭代法计算信号局部频谱,通过适当增加采样周期和迭代次数减小同步偏差对测量准确度的影响。仿真和实验结果表明所提算法能准确测量谐波参数。     

双速率同步采样法在谐波间谐波测量中的应用

非同步采样是造成频谱泄露和栅栏效应的根本原因,而频谱泄露和栅栏效应是影响 DFT变换谐波测量精度的主要原因。因此采样方法的准确性至关重要。针对传统采样法上存在的误差问题。为此,本文提出了一种改进后的的双速率同步采样法,该方法在使用传统的采样间隔补偿方法抑制周期信号产生的周期误差后,对补偿后残留下来的误差进行分析,比较残留误差与定时器分辨率Td的大小关系,从而做进一步的补偿,再用均根方值算法进行处理,这样就更有效的减小了误差。最后,仿真结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于间谐波泄漏的谐波间谐波检测新方法

在同步采样条件下,间谐波对谐波以及间谐波之间的频谱泄漏是产生检测误差的主要原因。为此,文中提出一种谐波间谐波检测新方法来消除间谐波对谐波的频谱干扰,该方法根据间谐波旁瓣泄漏特点,对谐波邻近的间谐波泄漏谱线进行指数拟合求取间谐波在谐波频点处的泄漏值,进而得到较精确拟谐波信号,然后进行时域采样分离拟谐波信号得到拟间谐波信号。通过对频率相近的间谐波采用补零法进行频段划分,各频段进行加窗插值后得到较精确间谐波参数。最后,算例仿真误差结果验证了该方法的有效性。     

基于Prony算法-准同步序列的超低频介损测量方法

超低频介质损耗因数测量方法，由于测量信号频率低导致采样时间长，采集数据量大，且在非同步采样时，快速傅里叶变换存在频谱泄露和栅栏效应，影响对介质损耗因数的精确测量。为降低测量信号采样时间和采集数据量，以及非同步采样时频谱泄露和栅栏效应，提出一种基于Prony算法 准同步序列的超低频介损测量方法，利用Prony算法并结合据辨识方法，对采样电压信号的基波频率进行预估，通过Newton插值算法，实现对电压和电流信号的准同步插值重构，获得采样信号的准同步序列，由FFT及介损等效电路模型，对准同步序列进行求解，实现对超低频介质损耗因数的求取。在频率波动、谐波含量变化、介损角变化和不同信噪比的噪声下测量介质损耗因数。仿真结果表明，该方法在软件上实现了准同步采样，有效降低了栅栏效应和频谱泄露对介质损耗因数测量的影响，并且采样时间短，采集数据量少，测量精度高，适用于对超低频介质损耗因数的精确测量。     

高精度软件同步采样算法

软件同步采样是周期电气信号测量中最常用的采样方式。但常规软件同步采样方法存在采样同步精度不高、采样间隔误差累加递增、测量滞后等缺点。通过对软件同步采样实现过程的分析,找出了影响采样同步、测量滞后的主要原因．并提出了一种高精度、快速软件同步采样算法。这种方法具有计算量小,易于实现,实用有效的特点。信号周期和谐波测量的仿真结果,证实了所提方法对提高软件同步测量精度的有效性。     

基于Blackman-Nuttall窗改进FFT校正的新型三相动态谐波电能表设计

针对电网动态谐波检测与电能计量的急切需求,建立了改善动态谐波FFT频谱泄漏和旁瓣效应的基于Blackman-Nuttall窗三谱线改进FFT校正的谐波电能计量方法,提出了ADS1178+TMS320C6745+K60架构的新型三相动态谐波电能表的设计和研究方案,详细介绍了多通道、高采样率、同步采样ADC的数据采集和调理电路单元,以及以高性能浮点DSP芯片TMS320C6745为核心的电网信号数据处理电路单元,提出了基于牛顿插值的动态谐波电能计量的误差校正方法。实验与测试表明,新型三相谐波电能表的基波有功功率相对误差≤0. 1%,基波无功功率相对误差≤1%,2次～21次谐波电压幅值相对误差≤0. 6%、谐波电流幅值相对误差≤0. 7%、谐波相位误差≤0. 5°,符合国家标准GB/T 14549-93中的A类谐波测量仪器相关精度要求。     

基于加汉宁窗插值的金属氧化物避雷器改进容性电流补偿法

改进的容性电流补偿法能减轻电网谐波给金属氧化物避雷器阻性电流测量造成的误差,有效地获得MOA的阻性电流。但DFT在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,影响了计算所得阻性电流的准确性。为了解决这个问题,提出了基于加Hanning窗插值的改进容性电流补偿法,有效减轻了非同步采样给阻性电流测量带来的误差,提高了根据阻性电流基波和三次谐波判断MOA故障方法的有效性。仿真分析验证了提出算法的有效性。     

基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法

自回归(Autoregressive,AR)谱估计方法频率分辨率高,但不易对间谐波幅值和相位实现精确计算;基于DFT的频谱分析方法能在辨识出各分量频率的基础上计算得到高精度的间谐波参数,但频率分辨率低。为此提出了一种结合这2种方法优势的算法来检测间谐波。首先采用基于最优窗加权修正的Burg算法估计出信号所含分量的大致频率,然后结合软件同步采样后的FFT频谱来分析计算各分量参数。同步采样时基波和谐波无泄漏,可以根据同步采样FFT谱线中只与间谐波有关的谱线来计算间谐波,此时间谐波谱线之间的相互干扰可通过利用间谐波谱线求解与间谐波参数有关的方程组来克服。最后对间谐波所靠近的基波和谐波谱线进行修正,就能保证谐波和间谐波参数精度都较高。实验证明,这种基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法能在分辨率和精度上得到兼顾。