一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

TLS-ESPRIT法在电压闪变参数估计中的应用

传统闪变检测方法以准确提取调幅波包络线为前提,过程复杂,运算量大。将TLS-ESPRIT法直接用于闪变检测,提出将电压闪变信号通过三角函数分解转化成间谐波信号,构成数据矩阵并进行奇异值分解(SVD),通过总体最小二乘法(TLS)求解旋转方程得到频率,用最小二乘法(LS)估计幅值,并由信号转化等式求得电压闪变信号的频率和幅值。针对被间谐波污染的闪变信号,提出根据双边带特性,检测间谐波频率并进行处理。仿真结果表明：直接检测闪变信号,估计信号参数,实现过程简单,运算量小,且TLS-ESPRIT法抗噪能力强,有效提高了低信噪比条件下闪变信号的检测精度。     

TLS-ESPRIT法在电压闪变参数估计中的应用

传统闪变检测方法以准确提取调幅波包络线为前提,过程复杂,运算量大.将TLS-ESPRIT法直接用于闪变检测,提出将电压闪变信号通过三角函数分解转化成间谐波信号,构成数据矩阵并进行奇异值分解(SVD),通过总体最小二乘法(TLS)求解旋转方程得到频率,用最小二乘法(LS)估计幅值,并由信号转化等式求得电压闪变信号的频率和幅值.针对被间谐波污染的闪变信号,提出根据双边带特性,检测间谐波频率并进行处理.仿真结果表明:直接检测闪变信号,估计信号参数,实现过程简单,运算量小,且TLS-ESPRIT法抗噪能力强,有效提高了低信噪比条件下闪变信号的检测精度.     

基于稀疏复原算法的风电并网电压闪变包络线提取

闪变包络线检测是分析电压波动与闪变的关键。IEC推荐的平方检测法在闪变低频段的包络线提取误差较大,不适合风力发电并网产生的电压闪变包络线提取。文中针对风电并网引起的电压闪变问题,提出了基于稀疏复原算法的闪变包络线提取方法。以电压闪变信号的极值点作为观测序列,根据闪变包络线低频段较平稳的变化特性,构造变频宽的离散余弦变换基,利用正交匹配追踪算法还原出最佳闪变包络线。通过对单一频率闪变、复合频率闪变、基波频率变动、谐波及噪声影响的电压闪变信号进行分析,表明了该算法提取闪变包络线的准确性。最后,通过对张北柔直电网中新能源风电场实测的电压波动信号进行分析,进一步验证了所提算法提取风电并网引起的电压闪变包络线的可行性与有效性。     

全相位谱法在闪变检测中的应用

含调幅波或间谐波的电压信号会引起闪变,但IEC61000-4-15标准中的闪变仪是基于调幅波模型,其缺陷是不能检测高频间谐波引起的闪变。本文提出一种基于全相位谱的闪变检测方法。首先分析了间谐波与闪变的关系,建立了统一的闪变模型,将调幅波或间谐波引起的闪变效应统一表示为电压波动分量,从而转化为闪变贡献量;其次,运用全相位谱分析方法对闪变信号进行频谱分析,通过全相位比值法得到各间谐波分量参数;最后,算例对单频闪变信号和多频闪变信号进行全相位分析,仿真结果与IEC推荐方法和Prony法得到的结果进行对比,证明了本文方法的有效性和准确性。     

基于光通量特征参数比对的IEC闪变仪适用性分析方法

传统IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的准确性上存在不足。针对IEC闪变仪的适用范围及间谐波引起的闪变算法进行了研究。通过搭建IEC闪变仪检测模型及光通量数学模型,测得调幅波和间谐波下的闪变测量值、光通量波动频率及波动值,对调幅波引起的闪变值和光通量数据进行多变量数据拟合,得到光通量与闪变之间的关系,并将其作为光通量与闪变之间的标准关系式。依据标准关系式探讨了IEC闪变仪在检测间谐波引起的闪变时的适用性,采用基于升-降采样及峰值检测相结合的方法,弥补了IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的不足。     

基于能量算子和六项余弦窗频谱校正的电压闪变参数检测

风电等新能源发电并网及大量波动负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为当前智能电网不可忽视的问题。文中通过能量算子提取电压闪变的包络信号,将闪变包络进行六项余弦窗三谱线改进FFT频谱校正,提出了基于能量算子和六项余弦窗三谱线插值的电压闪变参数检测方法,据此实现闪变参数的检测与分析。仿真实验证明:在分别含有单一调幅波调制、多频率调幅波调制、电网基波频率变动、含有谐波、间谐波和白噪声干扰时,文中的检测算法均保持较高的检测准确性,且算法实现简单、抗干扰性强,可有效实现电压闪变参数的实时在线检测。     

一种由间谐波估计电压闪变参数的简便方法

提出一种基于离散插值傅里叶变换估计电压闪变的新方法,在检测间谐波的同时估计出闪变参数.该方法以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正方法检测畸变信号中各分量的频率、幅值和相位,能够在插值的同时抑制旁瓣泄漏;由电压闪变公式通过三角函数变换得到调幅波-间谐波对的双边带特性;考虑电压闪变最大觉察频率范围,确定间谐波对频率阈值;基于电力畸变分量共生机理,区分调幅波-间谐波对和一般间谐波分量,通过正弦载波的幅度调制求得电压闪变信号的参数.仿真算例与平方法和Prony法比较,证明了该方法的准确性和有效性.仿真结果表明用该方法完成间谐波与闪变参数及其评价指标的估计是可行的;奇数频点插值修正方法能够有效地分离信号中的谐波和间谐波成分、抑制它们之间的频谱干扰.     

基于希尔伯特–黄变换的电压闪变测量方法

提出了一种基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Hunagtransform,HHT)的电压闪变测量方法,有效实现了电网同时混有调幅波、间谐波和谐波时的闪变值计算。HHT由经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)及Hilbert变换2部分组成。先用EMD把能够引起电压波动与闪变的间谐波和调幅波分别提取出来,通过Hilbert变换求出其幅值和频率信息,再运用频域法推导出来的闪变计算式分别进行加权运算,计算出各自的瞬时视感度,最后通过叠加得到总的瞬时视感度。仿真结果表明:该方法能够同时准确地测量出调幅波、谐波和间谐波的参数,无需经过带通滤波器、视觉加权滤波器和一阶低通滤波器计算出闪变值,避免了滤波器带来的误差。     

基于SSI-LS的电压闪变参数提取新方法

为精确检测出电压闪变参数,提出了基于随机子空间辨识（SSI）与最小二乘法（LS）的电压闪变参数提取方法。首先采用稳定图法确定系统的阶次,然后利用随机子空间辨识得到频率,最后利用最小二乘法估计出幅值与相位,从而实现了电压闪变参数的检测。分别针对噪声背景下简单闪变、含高次谐波的电压闪变、含频率相近调幅波的多频闪变和现场实测数据进行分析,仿真结果表明：SSI-LS方法不受谐波和调幅波个数的影响,有效提取了以上信号的参数,且该方法抗噪能力强、计算速度快、检测精度高,特别对频率相近的闪变信号具有较高的分辨率。仿真计算和实例分析均验证了该方法的可行性与有效性。     

一种基于短时傅里叶变换的电压闪变信号的检测

提出了一种基于短时傅里叶变换（STFT变换）的电压闪变信号的检测方法,利用待分析闪变信号的STFT变换幅值矩阵中的基频频谱序列得到该闪变信号的包络线、载波工频幅值和调幅波。该方法既适用于稳态闪变信号的检测,又适用于短时和时变闪变信号的检测,对谐波载波的闪变信号与工频载波的闪变信号的检测方案一致,不需要低通滤波或同步检波。仿真结果表明,该方法检测精度高,实现简便快捷,抗干扰能力强,是一种有效的电压闪变检测方法。     

一种由间谐波估计电压闪变参数的简便方法

提出一种基于离散插值傅里叶变换估计电压闪变的新方法,在检测间谐波的同时估计出闪变参数.该方法以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,用一种非同步采样下的奇数频点插值修正方法检测畸变信号中各分量的频率、幅值和相位,能够在插值的同时抑制旁瓣泄漏;由电压闪变公式通过三角函数变换得到调幅波-间谐波对的双边带特性;考虑电...     

基于半周期峰值采样的间谐波闪变算法

随着大量非线性负荷的投入使用,间谐波引起的电压闪变问题越来越引起人们的关注。详细分析了间谐波引起的电压闪变特性,指出了IEC闪变仪无法准确检测高频间谐波引起闪变的原因。为解决该问题,提出了基于半周期峰值采样方法的间谐波闪变算法。通过理论推导及实验仿真证明,半周期峰值采样的频率与实验论证间谐波引起的信号波动频率一致。为准确进行数字滤波,文中对采样信号进行了补零插值,再通过带通及加权数字滤波。实验表明,相比传统IEC闪变算法及基于均方根序列的闪变算法,文中方法可以正确反映高频间谐波的闪变影响,特别适合于荧光灯闪变的分析计算。     

基于Teager-Kaiser能量算子Rife-Vincent窗频谱校正的电压闪变测量

分析了Teager-Kaiser能量算子的构成和Rife-Vincent窗的旁瓣特性,通过Teager-Kaiser算子快速提取电压闪变包络,将包络参数进行Rife-Vincent窗改进FFT谱分析与校正,简化IEC推荐的闪变测量过程,提出并建立了基于Teager-Kaiser能量算子Rife-Vincent窗频谱校正的电压闪变测量算法。仿真试验结果表明,本文提出的算法能有效克服单一频率调幅波频率变化、多频率成分调幅波、电网基波频率波动、谐波与间谐波以及白噪声对检测结果的影响,与传统电压闪变检测方法相比,设计实现简单、计算量小,测量结果精确、稳定,可用于电压闪变参数的在线监测。     

电压闪变调幅波提取方法的改进

电压闪变是电能质量的重要指标之一,而闪变测量首先需要提取闪变调幅波.提出使用改进的Teager-Kaiser能量算子方法提取闪变调幅波,该方法只需对检测信号的3个采样点进行简单的基本运算,使得提取闪变调幅波的过程快速、简洁.同时,为减少白噪声对算法检测精确度的影响,提出了改进的小波阈值去噪方法,对采集的电信号进行去噪,并通过仿真试验证明所提方法能够准确有效地检测电压闪变的调幅波.该方法克服噪声对电能质量检测的影响,并具有较高精度,易于实现.     

计及相位影响的间谐波与电压闪变的定量关系研究

电力系统闪变与间谐波存在密切的关系,文中从信号调制理论的角度进一步揭示了两者之间的定量关系。一方面,在充分考虑相位参数的影响下,分析了间谐波叠加在工频信号上所引起的幅度调制和相位调制效应,指出只有发生幅度调制时,间谐波才会引起信号包络的波动。另一方面,从闪变信号的数学模型推导出由调幅波所引起的间谐波参数的定量计算公式。基于MATLAB软件的仿真验证了结论的正确性。     

TAM法在电压闪变参数估计中的应用

传统电压闪变检测需要提取调幅波包络线,过程复杂,计算量大.将TAM算法直接应用于电压闪变检测,利用三角函数分解的原理,将对闪变信号的检测转化为对边频分量的检测,首先求解采样信号数据矩阵的协方差矩阵,通过对协方差矩阵进行奇异值分解得到信号子空间和噪声子空间,利用最小二乘法的原理,估计信号的频率和幅值信息,通过公式计算得到...     

用小波分析提取电压闪变的幅值调制信号

正确评价闪变污染程度并进行有效治理需要计算电压闪变的幅值调制信号。传统的检测法用FFT算法分析稳态调幅波,不能分析幅值时变的闪变信号。小波变换能够提取时变的调幅波,但已有的方法需要(拟)同步信号,在电压信号存在其它波形干扰时会引入较大误差。文中提出了一种直接利用采样电压信号,基于周期小波变换的闪变电压包络线检测方法。经过仿真算例验证,这种方法误差小、适应性强,能满足工程应用要求。     

电压闪变检测算法的比较

为了充分利用电压波动与闪变检测方法的特点,从理论上对信号含有谐波情况下Teager能量算子法、Hilbert变换法提取闪变包络线公式进行了推导,分析了信号含单一闪变频率、多个闪变频率和叠加谐波情况下,这两种方法提取调幅波幅值误差em以及计算短时间闪变值Pst的误差est随f变化规律,并与IEC推荐的平方检测法进行比较。仿真结果表明,Teager能量算子法在闪变的低频部分检测误差非常小;平方检测法在闪变的高频部分检测误差比较小;而Hilbert变换较前两种方法在整个闪变频带范围内检测误差小且检测的稳定性高。在实际应用中可根据可能的闪变频率成分选择合适的方法,提高检测的准确度。