一种基于RDFT的电网同步相量检测方法

在此提出一种基于迭代离散傅里叶变换(RDFT)的三相电网同步相量检测方法。与传统方法相比,RDFT算法可以完全抑制电网谐波和负序分量对检测结果的影响,具有检测精度高,资源占用少的优点。然而离散傅里叶变换(DFT)算法在非同步采样下存在频谱泄漏现象,检测精度降低。在此提出一种具有频率自适应的RDFT电网频率检测方法,保证电网同步采样,抑制频谱泄露效应。仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。     

基于DFT和DSC提取电压基频正序分量的方法

针对三相电网电压可能含有谐波和不对称分量的情况,通过离散傅里叶变换(DFT)算法提取其中基频信号的幅值和相位,重构出基频信号后,再通过延时信号消除算法(DSC)提取基频信号中的正序分量,最后通过同步参考轴锁相环(SRF-PLL)完成对基频正序信号的相位跟踪,同时该PLL还能给定基频正序分量(FFPS)的频率估计值,该频率的获取使得DFT和DSC具有频率自适应性,能准确提取相应信息。最后通过实验验证了这种信号提取方法的可靠性和正确性。     

滑窗APDFT算法在电力谐波检测中的应用

为解决传统电力谐波检测方法在电网频率偏移时,因非同采样造成增大检测误差的问题,文中根据全相位傅里叶变换的相位不变性及滑窗傅里叶变换优越的实时性的特点,提出了一种基于滑窗全相位傅里叶变换的谐波检测新算法,并给出了该算法的实现框图.利用MATLAB对算法的计算量和实时性进行了仿真分析,验证了滑窗全相位傅里叶变换的信号处理速度比全相位傅里叶变换快一倍,并具有相位不变性,在电网频率偏移时也有较高的谐波检测精度.     

基于高精度测频的修正DFT相量及功率测量算法

为了提高频率偏移时电力系统相量及功率测量精度,提出了一种基于改进扩展卡尔曼滤波(IEKF)频率测量的修正离散傅里叶变换(DFT)相量及功率测量算法。分析了频率发生偏移时非同步采样下DFT的测量误差,建立了相角、幅值与频率偏移量和初相角之间的函数关系式。由IEKF得到频率偏移量,然后对DFT计算结果进行修正即可得到输入信号的真实相量和功率。仿真结果表明:该算法相比较于传统自适应DFT算法能有效消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对相量同步测量的影响,提高了相量及功率测量精度。     

一种三相对称系统快速谐波检测算法

有源电力滤波器（APF）在谐波治理方面有着广泛应用,其谐波补偿性能在很大程度上取决于谐波检测环节的性能。为了提升谐波检测速度,该文提出一种基于滑窗离散傅里叶变换（SDFT）的快速谐波检测算法。相较于传统滑窗离散傅里叶算法存在一个基波周期延时,该文提出的快速谐波检测算法利用三相系统的对称性,替换传统滑窗离散傅里叶变换谐波检测算法的梳状滤波器构成环节,能在1/6个基波周期内实现谐波的有效检测,降低检测延迟。该文首先分析传统滑窗离散傅里叶变换谐波检测算法的优缺点;其次推导所提出的快速谐波检测算法的Z域表达式并分析其特点;最后通过仿真及小功率缩比有源电力滤波器样机实验平台验证了所提出的快速谐波检测算法的有效性。     

电网严重畸变情况下的锁相策略研究

针对传统三相软件锁相环PLL(phase-locked loop)在电网电压同时含有较低次谐波分量和负序分量等严重畸变情况下不能完成精准锁相的问题,提出基于滑动离散傅里叶变换DFT(discrete Fourier transform)滤波原理的新型三相软件PLL.滑动DFT算法可以准确地从含有各次谐波的电网电压中提取...     

基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法

采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时,信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象,严重影响了检测精度。针对以上问题,提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度,依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌,即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明,该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。     

基于DFT算法的单相数字锁相环

离散傅里叶变换(DFT)算法可以方便提取信号的幅值和相位,通过仿真和理论推导,深入分析基于傅里叶变换(FFT)的锁相环,并研究了其数字实现方法,即基于DFT算法的锁相环.此锁相方式在同步信号中有谐波或多个过零点时仍能正常工作,有较高的精度.仿真和实验结果证明该技术是可靠可行的.     

计及频率偏移的动态谐波相量测量算法

考虑信号的动态特性,建立基于泰勒级数的谐波相量模型;考虑频率偏移对泰勒估计精度的影响,提出计及频率偏移的动态谐波相量测量算法。算法首先通过动态相量测量来准确获取基波相量的频率信息,再根据基波频率偏移量计算得到各次谐波的频率偏移量,最后据此查表获得各次谐波的系数修正矩阵,并修正离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的初始估计值来获得谐波相量的精确估计。通过理想信号及实测数据来检验算法的性能,仿真结果表明,相较于传统傅里叶算法,在增加有限计算量的前提下,本算法能在频率偏移、线性变化及低频振荡等动态情况下获得更准确的谐波相量估计。而相对于传统的加窗插值算法,因其算法复杂度大为降低,因而其更容易在实时系统中实施。     

SDFT算法在单相并联有源电力滤波器中的应用

提出一种基于滑窗迭代离散傅里叶变换(SDFT)的谐波电流检测算法,并将该算法用于单相并联型有源电力滤波器(APF)谐波电流指令提取。仿真和实验结果表明,负载稳定时该算法可准确检测出负载中的基波及各次谐波电流含量;负载突变时经一个周期的延时后便能准确检测出负载中的基波及各次谐波电流含量。同时,该算法运算量小,便于数字化实现,应用于单相并联型APF可有效完成各次谐波电流指令的检测与补偿。     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差。提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法。该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°。并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除     

基于改进递归DFT与SVR融合的实时谐波检测

根据电力系统中以整数次谐波检测为主要目标的情况,通过对递归离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)算法的分析比较,提出了改进递归DFT算法,即在递归DFT运算之前对首次采样做FFT运算,再将此运算结果作为递归DFT运算的初始值以进一步减少运算量.为同时提高检测精度,提出了基于改进递归DFT与改进序列最小最优化(SMO)的支持向量回归(SVR)融合的整数次谐波检测新方法.通过算例仿真,并与递归DFT及改进递归DFT相比较,证明了改进递归DFT与改进SMO的SVR融合的方法检测精度高,非常适合整数次谐波的实时检测和分析.     

基于傅里叶变换的高精度频率及相量算法

离散傅里叶变换(DFT)是电力系统中频率及相量测量的基本算法,作者首先从理论上分析了传统的离散傅里叶算法存在的测量误差,并在传统的离散傅里叶算法的基础上提出了一种前向递推的DFT算法,该算法利用3点DFT数据进行频率及相量的测量,有效减小了运算量,仿真试验验证了所提算法的正确性。仿真结果还表明,该算法能有效地减小由傅里叶算法引起的测量误差,具有测量精度高的优点。     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差.提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法.该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°.并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电功率时产生的误差.仿真计算结果表明,基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法具有很高的精度.     

基于FFT和优化匹配追踪的谐波/间谐波检测

谐波和间谐波干扰严重影响电力系统的正常运行,将快速傅里叶变换(FFT)和采用局部优化的匹配追踪算法相结合,并构造离散正弦字典,实现在含有噪声、基波频率偏移和频率相近的间谐波情况下的谐波和间谐波参数检测。采用循环迭代方法,按照能量大小,依次提取出谐波和间谐波扰动成分,每次迭代首先用FFT估计出当前频率参数,并搜索该频率下的相位,然后以该频率和相位作为初值,用Nelder-Mead算法获得优化后的频率和相位值,并通过MP算法提取出匹配信号表达式,进而获得幅值参数。仿真结果表明本文提出的算法计算复杂度低、物理意义清晰,具有较好的检测精度和抗噪性能。     

基于FPGA的滑动DFT检测在电力电子系统的仿真及实现

本文总结在电力电子系统中傅里叶变换(FFT)的实际应用,通过DSP对电网周期的锁相和补偿算法,充分利用FPGA并行运算的特点,通过滑行DFT算法检查1-50次谐波。首先通过Matlab和PSIM进行谐波统计,然后用DSP进行快速锁相,然后通过FPGA完成离散傅里叶变换(DFT)实时运算,仿真验证表明,利用FPGA实现的DFT不仅结果准确,而且模块可以扩展,方便级联使用。具体实现中,克服原先DSP中DFT算法占用时间太多的弊端,改由FPGA来实现,DSP可以实现50μs的中断算法,在实际应用中取得很好的效果。     

基于扩展卡尔曼滤波频率跟踪的DFT同步相量测量算法

当电力信号的频率发生偏移时,采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)进行同步相量测量难以做到同步采样,由此造成的栅栏效应严重影响了同步相量测量精度。为此提出一种改进的DFT同步相量测量算法。首先引入了基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的频率跟踪算法,建立了基波频率测量的算法流程,并介绍了基于DFT的同步相量测量算法原理。在此基础上,将测量结果分为整数部分和分数部分,分析了因频率偏移导致的相量测量误差,对分数部分进行插值计算以提高同步相量测量精度。分别应用含谐波和噪声的稳定信号和幅值、相位、频率、谐波及噪声含量跳变的信号来校验算法的性能。仿真结果表明,EKF频率跟踪算法能快速对基波频率进行跟踪,所提出的同步相量测量算法能消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对同步测量的影响,提高了相量测量精度。     

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。     

基于半周期DFT及重复控制的指定次谐波补偿

提出了一种基于半周期离散傅里叶变换(DFT)及重复控制补偿谐波的控制方法。该方法首先利用半周期DFT提取出指定次谐波,并通过比例积分(PI)控制器和重复控制器串联的方式对指定次谐波进行补偿。半周期DFT的指定次谐波电流检测和重复控制算法相结合运用在有源电力滤波器(APF)中,具有检测精度高、易于实现等特点。相较传统DFT方法,该方法节省了处理器的存储空间,降低了系统的运算量。通过实验对5次和7次谐波进行了补偿,验证了该指定次谐波补偿方法的有效性。     

间谐波对全周波傅里叶算法影响研究

随着智能电网的发展,以电力电子装置为代表的非线性负荷在电力系统中得到了广泛的应用,给电网带来大量谐波、间谐波。由于间谐波的存在,使得应用于仪表计量、继电保护特征量提取的全周波傅里叶算法结果产生误差,造成基波和谐波检测误差、保护不正常动作等。文章从理论上推导出了含单一频率间谐波的基波信号的全周波傅里叶变换表达式,从傅里叶变换表达式中提取了基波和二次谐波幅值,绘制了基波和二次谐波幅值波动范围随间谐波频率和含量的变化曲线,得出了间谐波对全周波傅里叶算法提取基波和各次谐波幅值影响的普遍性结论。最后,以变压器差动保护为例进行仿真验证,仿真表明:由于间谐波对全周波傅里叶算法的影响,会导致继电保护特征量提取误差,从而引起保护误动或拒动。