带有谐波补偿功能的主动移频式孤岛检测法

首先利用快速傅里叶变换分析了用于孤岛检测的传统主动频率偏移(AFD)法引起的谐波,基于分析结果,得出了传统AFD法引起的3、5、7次谐波电流的公式。通过引入与上述谐波电流相位相反的电流,对谐波进行补偿。给出了所提带谐波补偿功能的AFD法在数字化控制系统中的实现方法。仿真和实验结果表明,所提方法有效地减少了系统中的谐波电流,同时不影响孤岛检测。     

一种实时精确估计电力谐波和间谐波参数的方法

提出一种电力谐波和间谐波参数实时高精度估计的新方法。首先利用对称窗函数的能量谱重心导出各电力谐波的频率和相位的估计算法;接着使用Parseval定理推导出精确估计电力谐波幅值的计算公式;进而分析了估计误差,估计误差仅与加权窗函数的能量分布特性有关,某次谐波的估计相对误差不大于窗函数在频域中旁瓣所占能量与总能量的比值。最后,仿真试验表明,所提方法与其他加窗快速傅里叶变换插值校正分析方法在计算耗时上有明显优势。模拟试验证明,所提方法很适合用于嵌入式系统和数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

谐波测量的改进FFT插值算法研究

为满足对谐波分析的计算速度和计算精度均有较高要求的应用场合的需要,文中提出了一种改进的基于谱能量重心法的双峰插值算法。利用各谐波分量附近的两根离散谱线的值,该算法可简单快速地实现对信号频率、幅值和相位的准确插值校正计算。文中给出了该算法的任意阶余弦窗函数的系数和参数校正的计算公式。计算机仿真计算结果表明,这种算法的计算精度不逊于目前常用的多项式拟合插值算法,而在计算速度上则提高了10%以上,且适用于包括间谐波在内的所有谐波分量的校正计算。实验证明了该算法的实用性和有效性     

基于粒子群与神经网络的间谐波测量算法研究

为了精确测量电力系统的非整数次谐波,提出一种基于粒子群与神经网络的混合算法.该算法通过FFT变换得出谐波个数和精度不高的谐波幅值、相位、谐波次数,然后初始化粒子群,再由粒子群优化算法训练神经网络,得出间谐波的各项参数.同时提出一种基于可变参数的神经元激发函数,使得谐波次数和权值一样参与调整,更有利于检测非整数次谐波.仿真实例表明,该算法能将频率相近的非整数次谐波分离,可快速、精确地获得非整数次谐波的各项参数.     

基于粒子群与神经网络的间谐波测量算法研究

为了精确测量电力系统的非整数次谐波,提出一种基于粒子群与神经网络的混合算法。该算法通过FFT变换得出谐波个数和精度不高的谐波幅值、相位、谐波次数,然后初始化粒子群,再由粒子群优化算法训练神经网络,得出间谐波的各项参数。同时提出一种基于可变参数的神经元激发函数,使得谐波次数和权值一样参与调整,更有利于检测非整数次谐波。仿真实例表明,该算法能将频率相近的非整数次谐波分离,可快速、精确地获得非整数次谐波的各项参数。     

电力系统真实间谐波存在判据研究

对电力系统电压或电流信号进行离散傅里叶变换得到的间谐波频谱,不仅由真实的间谐波成分产生,也可由其他的系统扰动引起,因此,从频谱上判断真实间谐波的存在性是进行间谐波具体参数计算的前提。首先从理论上分析并指出,分析窗口内各周波之间的波形差异是间谐波频谱产生的原因,并在此基础上提出一种基于间谐波时频等值线图和成分出现率的真实间谐波存在性判别方法。该方法首先对某考察时段内的所测信号做连续离散傅里叶变换,得到该信号的幅值时频矩阵,结合该矩阵对应的成分出现率和判别阀值,判别出信号中的真实间谐波成分。所提方法实现过程简单,原理清晰,能够判别出所测信号中的真实间谐波成分。对多个现场测量数据的分析验证了所提方法的有效性和实用性。     

一种电力系统谐波信号的加窗频移算法

为实现非同步采样条件下谐波参数的高精度分析,避免插值过程的非线性导致对谐波相位计算存在较大误差的问题,提出了一种电力系统谐波参数估计新算法,即加窗频移算法。推导了加窗信号频移关系式,将加窗信号在频域上移动该频移量的频率单位,使谐波分量采样序列的离散频点与真实频点一致。通过频移信号的离散傅里叶变换,获取谐波信号真实的频谱,进而求得谐波参数。该算法的优势在于实现了频移思想在谐波分析上的应用,通过对加窗信号进行频域移动,消除非同步采样误差,将非同步问题同步化处理,同时避免了加窗插值算法等校正算法的修正过程,对幅值、相位、频率的估计有较简单的计算公式。算例分析验证了该方法的正确性,表明在噪声干扰下仍可获得很高的分析精度,尤其能改善相位估计的精度。     

基于加窗插值FFT算法的间谐波检测方法研究

电网中间谐波的存在,会对电能质量以及供电可靠性带来不利影响,故准确检测间谐波对电力系统稳定运行意义重大。根据间谐波特性,在一般FFT算法基础上,提出了基于加窗插值FFT算法的间谐波检测方法。通过分析对比不同窗函数的特点,选取检测精度较高的Hanning窗作为所加分析窗,同时确定所加窗函数的宽度及采样周期,可准确检测出系统中的谐波及间谐波。在MATLAB环境下仿真得到一般FFT算法及加窗插值FFT算法对谐波和间谐波的检测结果,通过对所得频率和幅值估计结果的对比分析可知,加窗插值FFT算法检测精度更高、实用性更强。     

基于加汉宁窗的FFT高精度谐波检测改进算法

大量非线性元件的应用导致电网谐波问题愈发严重,快速傅立叶变换（FFT）在非同步采样条件下难以实现谐波的精确检测,通过加窗插值可以改善FFT算法的准确度。根据信号加Hanning窗离散频谱的衰减特性,提出一种高精度改进算法。该算法通过对加窗信号的离散频谱序列进行特定的多项式变换,进一步减轻各次谐波频谱之间的互相干扰,继而应用插值运算推导出各次谐波频率、幅值和相位的高精度校正公式。对该算法与Hanning窗和Blackman-Harris窗插值FFT算法进行Matlab仿真对比,验证了该算法具有更高的分析精度。对电容器谐波电流的实验研究进一步证明了改进算法的有效性。     

基于Nuttall窗的三峰插值谐波算法分析

针对快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样下存在检测精度低的问题,根据Nuttall窗的旁瓣特性以及FFT后信号的谱线特点,提出一种基于Nuttall窗三峰插值的电力系统谐波检测算法。用曲线拟合得到修正公式,并基于修正公式进行了Matlab仿真。仿真结果表明,在同等条件下,该算法处理信号的幅值修正相对误差小于2.44×10-5%,相位修正相对误差小于0.004%。该算法相对于单峰及双峰插值精度更高,相比于五点、九点算法,所提算法可以提前得到修正公式无需对离散序列重新组合。     

VDES中ASM信号频偏估计算法研究

甚高频数据交换系统(VDES)是新一代船舶通信系统,由于卫星和船舶的移动,信号中存在多普勒频移,要完成信号的解调,必须对其多普勒频率进行精确地估计和抵消。为此,针对VDES中的特定应用消息(ASM)信号的频偏估计问题,基于M&M算法,提出了一种两步估计算法,先做范围较大,精度较低的粗频偏估计,再做范围较小,但精度较高的细频偏估计。仿真结果表明,两步估计算法的总估计范围为原始算法的两倍,并且具有较高的估计精度,在E_b/N₀>4 dB后,归一化频偏估计的均方误差小于10^-4。     

基于CZT的电力谐波参数高精度估计

提出了一种基于CZT的电力系统谐波参数高精度估计方法.利用CZT实现频谱细化的特点,首先从复杂信号中提取基波分量,将其减去.然后对剩余信号加5项Rife-Vincent窗,进行FFT分析.最后根据提取基波频率求出各次谐波频率,对Rife-Vincent窗函数在频域插值.仿真验证表明5项Rife-Vincent窗抑制频谱泄露效果很好,在非同步采样的情况下,对含有30次谐波的复杂信号进行仿真分析,结果与传统双谱线插值算法有几乎相同的估计精度,但计算时间约节省了一半.     

ZPW2000系列移频信号谐波干扰处理方法研究

不平衡牵引电流与ZPW2000系列轨道电路移频信号存在共同传输通道,其中牵引回流和高次谐波成分都将对移频信号产生影响,当列车依靠CTCS-2级列车运行控制系统提供运行许可时,增加了安全运行风险。为有效去除高次谐波干扰,获取无绝缘轨道电路移频信息,设计了基于VMD与Hilbert变换相结合的移频信号处理方法。首先利用VMD将谐波干扰信号分解为若干不同频率段的IMF;然后对所有IMF求解中心频率,确定各谐波干扰频率,根据预测算法和相关性验证,确定当前无绝缘轨道电路所对应的本征模态函数;最后通过对该IMF进行Hilbert变换分析确定当前无绝缘轨道电路中移频信息。通过对仿真和实验室实测信号分析发现：该方法不但可以有效抑制模态混叠现象,使各谐波干扰成分从混合信号中准确的分离,而且能够准确求解出移频信息,为干扰条件下准确解调行车许可信号提供了借鉴意义。     

Parameter estimation for time-delay systems based on the frequency responses and harmonic balance methods

Two parameter estimation methods for linear time-delay systems are proposed based on the frequency responses and the harmonic balance methods. One is the stochastic gradient gradient-based iterative (SG-GI) algorithm and the other is the recursive least squares gradient-based iterative (RLS-GI) algorithm. These two methods can estimate the unknown parameters and the unknown time delays simultaneously by giving sinusoidal signals with different angular frequencies. Furthermore, a comparative study reveals that the RLS-GI algorithm is more effective than the SG-GI algorithm. The effectiveness of the proposed algorithms is illustrated by a numerical example.     

基于乘法窗函数的插值FFT的谐波分析方法

针对常规加窗插值算法在使用过程中会出现不满足要求的情况,提出了一种新的乘法窗函数构造方法。以三种常规窗函数为例构造出九种乘法窗函数,并验证了基于这些乘法窗函数的三谱线插值FFT的谐波高精度分析方法。分析了新的窗函数的性能,将新窗函数应用到三插值FFT的谐波分析算法当中。仿真实验表明,构造出的窗函数在10个周期左右数据和5阶拟合条件下,相比于常规窗函数插值算法有更高的准确度。在实际工程中可根据需要选择所构造的窗函数。     

基于四谱线插值FFT的谐波分析快速算法

由于非同步采样和非整周期截断导致快速傅里叶变换(FFT)不能准确地分析出谐波参数,加窗和插值算法经常被用来改善FFT的计算精度。在信号加窗条件下,基于四谱线插值的FFT算法基础上进行快速算法研究。该算法通过分析加窗后信号的频域表达式,利用真实谐波点附近的4根最大谱线值确定实际谱线的位置,对该次谐波进行频率、幅值和相位等参数估计。并且通过多项式拟合的方式推导出了4种典型窗函数的修正公式。根据窗函数主瓣内任意相邻谱线相位相差 的规律,提出一种快速算法,计算某次谐波开方计算量仅需要1次,大大节约了计算复杂度和计算时间。仿真实验表明,四谱线插值算法在拟合阶次较低的情况下,不仅可以获得比常用双谱线和三谱线更高的精度,还具有对偶次谐波检测精度远胜于双、三谱线插值算法的优点。     

基于广义岭估计的电力系统谐波状态估计

基于广域测量系统提供的网络部分节点的谐波同步测量数据和网络导纳矩阵建立谐波状态估计模型,通过对模型的求解得出整个网络的谐波状态。对于待求解的数学模型,由于网络中某些元件参数可能导致求解方程病态问题的出现,应用最小二乘估计所得结果存在较大误差,提出应用广义岭估计进行求解。仿真算例结果表明,在系数矩阵病态时,应用广义岭估计进行谐波状态估计的结果较最小二乘法有更高的准确度。     

数据插值在谐波分析算法中的应用及其实现

本将采样数据插值法应用于谐波分析的算法，导出了用非同步采样数据计算同步采样数据的插值公式，并根据复序列快速傅立叶变换（FFT）原理计算谐波参数，最后给出了误差仿真结果。     

应用三谱线插值FFT分析电力谐波的改进算法

分析了加窗三谱线插值FFT算法的原理。针对算法开方运算量大、响应速度慢的不足,分析了窗函数主瓣内谱线的相位特性,推导出在忽略谐波间泄漏影响的情况下窗函数主瓣内任意相邻两根谱线相位差等于π的规律。在此基础上提出了一种改进三谱线插值修正算法,该算法在不影响精度的前提下可将插值过程所需的求幅值运算量减少为常规算法的1/3。仿真和实验结果表明,改进算法有效地减少了插值过程的计算量,提高了算法响应速度,同时仍然具有较高的计算精度,适用于电力谐波的分析测量。     

基于谐波阻抗矩阵约束的系统侧谐波阻抗估计方法

谐波阻抗是谐波治理和谐波责任划分的重要参数,针对背景谐波波动的随机性,考虑基于诺顿等效电路方程的固有特点,提出一种基于谐波阻抗矩阵约束的谐波阻抗估计方法.针对复值信号在复数独立分量分析法的求解过程中存在的相角偏移问题,将谐波阻抗矩阵的结构加入复数独立分量分析的迭代过程中对其分离矩阵进行约束.分别基于符号判别法和比例缩放...