谐波检测的抗混叠小波包滤波器设计

传统小波滤波器注重总体抗混叠和信号精确重建，而忽略分解分量中的混叠抑制，导致不能有效分析谐波信号。该文利用内插优化技术设计了一种抗混叠小波包滤波器。通过分析传统小波滤波器结构上的抗混叠局限，在既有的滤波器结构上增加一些内插的高低通滤波器，可以有效消除小波混叠，并可利用优化算法来求解内插滤波器系数。设计的抗混叠滤波器，同时兼顾了信号保持与混叠抑制两方面因素，克服了传统小波滤波器设计时仅考虑信号精确重建和总体抗混叠而带来的固有缺陷。仿真实验表明，所设计的小波包滤波器可以有效抑制小波混叠，能精确提取谐波特征，从而为电力系统谐波精确检测提供了一种有效手段。     

DASP技术在现代测试仪器平台中的应用

本文将先进的DASP（Data Alias-free Signal Processing）抗混叠信号采样技术运用到现代测试仪器平台中。通过恰当地选取采样点位置和改进信号处理算法,解决了信号采样中以较少点重构高频信号的问题,该技术抗混叠和消除混叠频谱噪声的特点允许它能准确检测到各个不同幅度的信号。研究表明：DASP技术融入测试平台能以较低的采样率有效地提取高频信号,提高了测试精度和效率。     

电子式电流互感器传变特性测试与分析

目前,由于缺乏有效而实用的综合测试平台,开展不同原理电子式电流互感器(ECT)在实际工况下的计量准确度和保护传变特性试验还很少。文中分析了影响ECT准确度和传变特性的关键因素和环节,研制出能够模拟不同运行负荷、环境条件、功率因数、通信异常、一次侧故障等工况下电子式互感器性能测试研究平台,开展了ECT稳态准确度测试、ECT谐波特性与频率混叠测试以及故障下的ECT暂态特性测试。对不同厂家不同原理的ECT测试,发现在稳态误差方面低功率电流互感器测量准确度以及稳定性优于全光纤电流互感器。谐波特性方面随着频率增加,低功率电流互感器的比值误差相对稳定,而罗氏线圈会增大,相位误差两者总体呈现增大趋势;各厂家ECT均存在不同程度频率混叠;全光纤电流互感器能够可靠地传变故障引起的暂态量,而低功率电流互感器在含有直流分量下易饱和,罗氏线圈电流互感器受积分环节影响很大,容易出现超差。     

利用内插优化技术解决谐波检测小波混叠

针对以往电力系统谐波检测的常规小波分析方法中没有抗混叠措施而导致精度低、鲁棒性差等问题,采用新的优化设计标准设计了一种内插优化小波滤波器,以解决电力系统谐波检测中的小波混叠现象。这种滤波器结构可以同时兼顾信号保持与混叠抑制两方面因素,克服了常规小波滤波器设计时,因把信号的精确重建放在首位,而把混叠分量的抑制因素放在次要位置所带来的固有缺陷,从而可以有效消除小波混叠误差,有利于进行电力系统谐波信号分析,为电力系统谐波的精确检测提供了一种有效手段。数值试验和与常规小波分析方法相比较的结果表明,该方法具有广阔的应用前景。     

谐波电流检测环节的延时及补偿方法

谐波电流检测环节的精度是影响有源电力滤波器(APF)谐波抑制性能的关键环节。指出了以FBD(FryzeBuchholz-Dpenbrock)法为代表的谐波电流检测过程中的延时,建立了APF数学模型,描述了延时对APF性能的影响。在此基础上,硬件上在A/D采样之前加入串联超前补偿环节,用来补偿抗混叠模拟滤波器产生的延时;软件程序里采用一阶全通滤波器对其他纯延时环节进行总体相位补偿,有效地抑制了谐波检测环节的相位误差。仿真结果证明了所提方案的正确性与有效性。     

高精度频谱分析系统的设计与仿真

以电力信号为例，用仿真方法分析了影响系统精度的三种因素，即抗混叠滤波器的阶数与带宽、采样频率的高低以及补偿抗混叠滤波器的带内失真的数字滤波的参数。指出宽带低通、过采样、数字滤波方法可以实现高精度频谱分析。     

基于数学构造的矩阵变换器输入功率因数补偿算法

为了滤除矩阵变换器的输入电流高频谐波成分,需要安装输入滤波器。然而,输入滤波器会影响矩阵变换器输入功率因数,尤其在轻载运行情况下影响较大。为了在更宽范围内实现单位功率因数运行,提出一种基于数学构造的输入功率因数补偿算法,算法采用预估-校正思想,实现了更宽范围的精确单位功率因数运行,同时也不依赖输入滤波器的具体参数。实验结果验证了所提算法的正确性与可行性。     

析电子镇流器功率因数测试问题

功率因数是电子镇流器和带电子镇流器的一体化节能灯（下简称“电子镇流器”）的重要性能指标，但是，同一电子镇流器功率因数值在不同的测试条件下或在不同的测试仪器上，很可能得出差异极大的两个或多个不同结果，生产企业往往对此感到非常困惑，问题在哪里呢？本文作详尽分析，并介绍了合理的仪器设计和科学的试验方法     

中频数据采集前端电路的设计

首先介绍了中频采样系统中前端抗混叠滤波器技术指标的确定方法,重点论述了采用ANSOFT公司的Designer微波仿真软件设计抗混叠滤波器的方法,以及如何对设计结果进行优化。目前,采用该设计方法设计的电路已经成功应用于一种便携式频谱分析仪的设计中,经验证,其技术指标达到了预先的设计要求。     

电网谐波检测抗混叠滤波器的分析与设计

谐波检测是对谐波问题研究的一个重要组成部分,也是研究分析谐波问题的主要依据和出发点.本文针对谐波检测仪前置通道中的抗混叠滤波器进行分析和设计,采用Sallen-kev电路作为滤波主电路,实现了滤波和抗混叠的技术要求,并应用在高性能谐波检测仪实际电路中.     

容性设备带电检测装置测评研究

介绍了容性设备带电检测技术的测试原理及系统测评方法,并对5台带电检测装置的介质损耗因数测量准确性、重复性及抗谐波干扰性能方面开展测评研究。结果表明,不同厂商的带电检测仪器性能差异很大,电容电流的大小对带电检测仪器性能有显著影响。     

电子镇流器质检中存在问题及分析

本文通过对六台电子镇流器检测装置的研讨,从测量仪器、测试电源、测量方法和标准执行四个方面,论述当前电子镇流器检测中存在的问题,并重点分析了谐波与功率因数之间关系、测试电源高频内阻的引入误差以及测量仪器带宽的影响。     

智能化数显功率表的研制

介绍了一种新型测量仪器－智能化数显功率表的工作原理及硬件和软件结构。该功率表输入信号范围大,测量精度高,可准确测量较小的功率和功率因数,具有过载自动报警功能。     

精密频谱分析系统的设计与实现

以非正弦周期信号为例，对常用频谱分析方法进行了仿真，分析了混叠失真，频谱泄漏及抗混叠滤波器对谐波幅度与相位的影响。指出了在分析精度一定的情况下，滤波器的阶数，截止频率及采样频率之间的相互制约，这三者中当某一项确定后，根据误差公式可以合理的设计另外两项，结合具体情况就可得到低通滤波器与采样频率的最佳组合，通过定量计算各种因素引入的误差，提出了一种精密的频谱分析方法：即用宽带低通进行抗混叠滤波，根据基波频率调整采样速率以及用过采样来减小混叠失真。     

GIS设备中SF6气体水分超标问题的原因分析

<正>在对GIS设备气室中SF₆气体水分进行检测时,一般使用的测量仪器有电解式水分仪和冷凝式露点仪,这两种测量仪器方法原理有所不同,一般情况下对同一样品的测量结果基本一致。但在个别情况下,露点仪和水分仪的测试结果存在很大差异。通过对露点仪检测水分严重超标问题的分析,确定了两种检测方法存在差异的原因是由于GIS设备气室中有干扰测量的其他气体组分。     

多孔算法谐波功率测量带内误差分析与消除

针对小波变换多孔算法分频带测量谐波功率时误差较大的问题,从理论上分析了测量误差的产生原因.推导的功率分频带测量误差的频域表达式揭示了误差的产生原因和构成,指出子带内泄漏误差的存在且其为主要误差.研究了谐波频率、功率因数和小波滤波器组频率特性对带内泄漏误差的影响.根据交迭窗函数构造理论,利用整系数交迭窗和小波滤波器组抗混迭技术,提出了一种抗子带内泄漏误差的多孔算法谐波功率分频带测量方法.仿真表明,抗带内泄漏算法可将谐波功率分频带测量过程的带内泄漏产生的相对误差从5×10-2减小到1.3 × 10-4,减小了两个数量级.     

并网逆变器高频纹波抗混叠滤波器设计研究

逆变器的数字控制系统基于模数转换器对信号进行采样以实现灵活的控制.然而逆变器开关拓扑的高频动作向被控电压、电流量中引入了明显的高频纹波,这些纹波在采样过程中易被混叠至低频段,造成逆变器输出电流波形畸变.该问题通常通过在被控量反馈通道串接模拟低通抗混叠滤波器来解决.但根据分析,常规低通滤波器在滤除高频分量的同时,会明显地滞后与衰减控制频段信号,降低逆变器的稳定裕度.因此,此处提出了一种基于低通+陷波的新型抗混叠滤波器,能够在有效滤除高频纹波的同时,保证逆变器充足的稳定裕度.该方案在一台5 kVA的逆变器中进行实验,通过观察稳态电流波形畸变和暂态电流波形振荡情况,验证了所提方案的有效性和优越性.     

Butterworth有源抗混叠滤波器设计

信号混叠是视频采样系统中的一种失真。为了防止这种失真,本文设计了一个4阶的视频有源低通抗混叠滤波器。通过对二阶Bessel、Butterworth和Chebyshev等多种滤波器的性能分析比较,本文采用Butterworth滤波器来设计该抗混叠滤波器,电路的拓扑结构采用Sallen-Key结构,并采用高速双运算放大器(SN10502),以构造一个可放入狭小印刷电路板中的4阶Butterworth滤波器。测量结果表明,该滤波器在视频频段内几乎不出现峰值、平坦度好,并且阻带抑制效果好。微分增益和相位同样也很不错。最后,还讨论了在设计视频有源滤波过程中应该如何根据实际应用选择运算放大器,如何选择电容、电阻值,如何布局布线以及如何消除振荡。     

考虑蓄电池SOC安全范围的混合储能平抑风光功率波动策略

风光互补发电系统输出功率的随机性和间歇性会对局部电网的电能质量造成不利影响。为了解决这一问题,本文提出了考虑蓄电池SOC安全运行范围的混合储能平抑功率波动策略,分析了不同滤波器参数对输出功率的影响,提出了滤波器参数选取原则,给出了带有滤波器时间常数在线调整的功率参考值生成图。最终,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了风光-混合储能系统的仿真模型,对SOC在不同阶段下进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。     

交流滤波器保护装置误动分析及其改进

针对云广直流输电工程试验过程中出现的交流滤波器保护误动作事件,分析保护装置和故障录波器的故障录波,指出采样过程中的频率混叠是导致保护误动的原因,且由于不同保护装置采样的相对时差导致采样结果中频率混叠程度有差异,从而造成了双套保护动作行为的不一致。对保护装置提出了两项改进措施,进行了效果验证,并做了多种工况下RTDS仿真试验和现场故障波形回放试验。试验结果表明,保护装置经改进后可以有效地避免功率调整过程造成的保护误动。