交流电信号有效值高精度测量算法研究

在交流电信号的测量设备中,大部分采用同步交流采样技术,它是提高交流采样性能的关键技术。针对现有减少同步误差方法的局限性,分析了采样周期与信号周期不同步以及采样时间间隔不均匀测量误差的问题,采用了累加单元减小量化误差,并结合"三点法",实时跟踪信号频率变化并调整采样周期。研究了使用梯形法计算交流信号有效值时的误差大小以及表达式,采用了改进的参数算法。仿真实验结果表明该算法能有效提高同步采样法测量有效值的精度。     

电网工频信号非整周期采样误差分析

交流信号采样过程中存在着很多误差源,非整周期采样是一种重要的误差源,由于电网频率的波动,实际工程应用中整周期采样难以实现,用非整周期交流采样测量正弦信号的有效值和有功功率的大小,存在着比较大的测量误差。本文从时域角度对其研究,推导非整周期采样时域误差公式,建立非整周期交流采样测量电压电流信号有效值和有功功率的误差数学模型,分析每个参量变化对同步误差影响的大小,找出主导因素,为减少测量误差提供理论依据。     

电机非正弦供电电压单周期真有效值同步采样

针对电动机定子绕组输入的非正弦脉宽调制电压真有效值测量困难的问题,提出了一种非正弦周期信号单周期真有效值测量方法,该方法从交流电压真有效值的定义出发,采用数字离散同步采样测量法,利用DSP对非正弦脉宽调制电压的瞬时值进行高速采样,将硬件同步法与软件同步法相结合,可以实时精确测量电动机定子绕组输入的非正弦周期交流电压信号真有效值。给出了该方法对电动机定子绕组上的脉宽调制交流电压真有效值的测量结果,并将结果同福禄克(FLUKE)Norma 5000功率分析仪进行了比较,相对误差控制在1%以内。该方法不仅可以实时测量非正弦周期信号的真有效值,同样可以测量规则的正弦交流电压真有效值。     

提高交流信号真有效值测量精度的改进方法

针对电力系统交流采样中整周期采样不同步问题,利用目前常用的软件定时同步采样技术,提出了测量交流信号真有效值的两种实用的改进方法.改进方法1根据信号周期与采样周期计算出每周期采样点数和周期误差点数,利用周期误差点数修正计算信号的真有效值.改进方法2根据信号由正变负的过零点前后的采样值以及采样周期来得到信号的周期,计算出周...     

新型的真有效值数字测量表

本表通过把一个周波内多点采样数据代入有效值公式计算的办法来得出有效值。与通常的采用类似方式工作的有效值测量表不同,该表由于对一个周期的第一个采样和最后一个采样实现有效值的补偿,使测量表不受“整周期采样”条件的限制,因此工作方式较为简单。该测量表能对被测信号的每个周波的有效值都进行测量,且响应十分快速。     

一种基于采集的电力参数测量方法

本方法首先测取被测信号的周期，以确定采样次数、采样时间和测量时间；然后按一定的方式采集数据，并通过数值积分求取电压、电流的真有效值和平均功率。被测电力信号可以是直流信号、正弦或非正弦信号。     

强白噪声干扰周期信号的有效值测量

受噪声干扰的周期信号是信息处理、科学实验中常见的信号,常常需要测量其有效值,本文深入分析了强白色干扰周期信号的自相关特点,提出首先对信号进行过采样,利用相干检波的方法提高信噪比,再使用自相关法精确检测信号周期,从而进一步测量周期信号的有效值,文中定性地分析了该方法产生误差的原因及误差的影响.方法的有效性通过计算机仿真得到了证实.     

正弦交流采样理论误差的估计

交流采样技术在多种智能化仪表中得到广泛应用。它的主要思想就是在一个周期内用若干个交流信号瞬时值描述该交流信号波形,并计算出有效值及其它有关参数。一个周期内对交流信号来样次数与由采样次数所带来的误差关系。对比从理论上作了探讨。     

超低频信号测量中ADC系统的设计与实现

本文分析了超低频交流信号的测量方法,设计了一种基于采样计算方式的ADC采集系统,设计了ADC采样电路及单端转差分驱动电路,分析了ADC量化误差对交流信号测量准确度的影响,提出了交流信号有效值测量准确度与ADC分辨率位数和采样点数的定量关系式。对所设计并实现的ADC采集系统进行了测试,测试数据经线性修正后的相对误差小于等于0.0011%,满足设计目标要求。     

数据插值在同步采样中的应用

周期电气信号的测量中普遍采用交流同步采样.由于同步误差的存在,用同步采样的数学模型来处理准同步采样的采样值,会给测量结果带来一定误差.本文分析了同步误差产生的原因及其对有效值测量造成的影响,提出了改善测量结果的数据插值算法,并用仿真验证了该算法的可行性.     

短时电压扰动检测与定位新方法

提出了基于奇异值分解技术的短时电压扰动检测方法。根据短时电压扰动的电压采样序列构造Hankel矩阵,并对该矩阵进行奇异值分解;基于该分解结果将原电压信号分解到多个分解层,得到信号的一种线性分解,在某些分解层上电压扰动起点和终点表现为突变,根据这些突变可以定位扰动起始和结束时刻。从原采样序列中,在起点两侧分别提取一个周波信号进行FFT运算以获取扰动发生前后的基波幅值,基于两者幅值关系可以确定扰动的类型,并计算出其指标。搭建了短时电压扰动信号的模拟电路,并基于LabVIEW虚拟仪器检测平台建立实验系统,实验结果证明了所提方法的有效性,且比小波变换方法优越。     

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.     

互相关改进法高精度测量电信号效果研究

为克服通过采样法测量电信号时由于噪声干扰造成的误差问题,基于传统的互相关法,提出了一种改进的互相关去噪法。该方法具有充分利用采样数据及准确估计原信号振幅的性能,能很好的恢复原信号数据,获得去噪效果;当采样时长为额定周期整数倍时,该方法还能有效抑制原信号的谐波分量,并以振幅和初相变化为代价克服原信号的频率偏差,重构出具有额定频率的正弦信号。数值模拟结果验证了文中方法的正确性和有效性,并通过分析重构出的电信号有效值误差数据,表明该方法能够满足高精度测量的要求。     

变化脉冲频率的计算机测量方法

脉冲信号具有传输距离远、抗干扰能力强的优点.所以,许多模拟量传感器设计了脉冲形式的输出信号,输出脉冲的频率随模拟量的大小而变化.本文讨论了这种反应模拟量大小的脉冲信号的计算机测量方法.文中提出了两种测量方法,一是定时计数法,在设定时间内测量输入脉冲的个数;另一个是周期计时法,捕捉输入脉冲的一个周期,测量周期的时间.作者通过波形分析给出了这两种测量方法的原理,通过数学描述详细分析了这两种方法的测量精度.分别列出了影响两种方法的测量精度的各种因素,给出了改善测量精度的方向.其中一个测量方法在煤矿井下环境参数的测量系统中得到了很好的应用.     

高压直流输电系统交流侧故障检测方法

交流系统故障是导致直流系统发生换相失败的重要原因之一。提高交流故障检测的快速性和准确性,可有效提升直流换流站的故障穿越及故障支撑能力。为此,将目前主流的高压直流输电系统交流故障快速检测方法进行了系统的分类,并通过仿真测试对比了各方法在不同采样频率下的检测效果;在此基础上,提出一种实用的高压直流输电系统交流侧故障检测方法。首先利用功率分量故障检测法判断故障的发生,然后应用周期采样点比较法对故障进行选相,再基于改进瞬时对称分量法进行电压序分量检测并合成出故障后的电压瞬时值,从而较快地判断故障发生相及换流母线电压跌落情况。最后,通过PSCAD仿真验证了所提判断故障发生方法、选相方法及严重程度判断方法的有效性。     

一种简单通用的数据采集实用方法

以单片机89C52为核心元件进行设计,实时测量工频网络中的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率,通过多周期同步记数法测量电压、电流信号之间的相位差φ.详细论述了该系统硬件各部分的工作原理及软件设计方法.     

差分升压逆变器半周期调制及单电流环并网控制

当差分升压逆变器并网运行时,需要保证交直流侧的电能质量,同时兼顾较高的控制性能及控制效率。在对差分升压逆变器并网运行工作原理进行分析后,提出了一种基于半周期调制的单电流环并网控制策略。通过将高频和工频控制相结合的调制方法,减少了处于高频工作状态的开关管数量,降低了功率开关管所承受的开关电压、电流应力和开关损耗。同时,通过对比并网电流信号得到误差信号,随后通过控制器调节来实现闭环控制,使控制结构和控制参数设计得以简化。仿真和实验结果表明所提策略具有提高并网电流质量、快速动态响应、控制结构简单等优点。     

Digital compensation of second‐ and third‐order nonlinear distortions generated by blocker signals

Deeply integrated systems in chips commonly include a digital and an analog front end on the same die. These analog front‐end schemes for wireless communications could be implemented under the concept called software‐defined radio (SDR). Digital signal processing is commonly used to perform signal filtering and channel equalization, and, recently, to improve front‐end radio performance by removing the undesirable effects of the analog front‐end imperfections. These wide‐band SDR are currently implemented without the surface acoustic wave (SAW) filter, because it is difficult to integrate a highly configurable one, as is required in wide‐band systems. An analog front end without this filter has no efficient protection against blocker signal effects, specifically against nonlinear distortions due to the analog front‐end imperfections. This paper proposes an algorithm to simultaneously remove second‐ and third‐order nonlinear distortions caused by a blocker signal, departing from a behavioral model and a band‐pass sampling pure digital algorithm to recover the blocker signal information. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

数字化变电站交流信号的自适应滤波测量法

在采用合并单元集中控制多台光电互感器完成采样的应用中,大多采用固定采样频率,直接运用传统的交流测量算法计算超差.文中采用梯度下降法设计了一种自适应滤波交流测量法,采用一组自适应滤波器产生拟合于被测交流信号的信号,完成被测信号的测量和分析.仿真结果表明该方法用于稳态信号测量时,自适应滤波器收敛周期小于6个周期,具有测试精确、综合运算量小等优点,可满足远动和计量测量的精度和实时性要求.文中同时给出了高次和非整次谐波信号分析解决方案,该方法在装置设计中已得到实际使用.