基于全相位快速傅里叶变换和人工神经网络的电网谐波检测组合优化算法

针对现有谐波检测方法的适用范围小、测量精度低和抗干扰能力弱的缺陷,提出一种基于全相位快速傅里叶变换和人工神经网络的谐波测量组合优化算法.该方法利用全相位快速傅里叶变换对相位的优越检测能力得到谐波的相位信息,同时得到的谱线峰值可以为神经网络初始化提供依据;利用人工神经网络的自学习和抗干扰能力得到系统的谐波频率和幅值信息....     

干式空心电抗器匝间短路故障在线监测技术

首先分析了干式空心电抗器匝间短路故障模型,在此基础上提出一种基于功角变化的电抗器匝间绝缘故障在线监测方法,功角测量的精度是实现该方法的关键要素。通过比较快速傅里叶变换法、汉宁窗插值快速傅里叶变换法和汉宁窗插值改进基波相位分离法的误差,分析了频率波动和谐波干扰对功角测量的影响。此外,设计了一种由监测装置、干式空心电抗器智能电子设备(IED)和专家软件组成的电抗器匝间绝缘故障在线监测系统。实验结果表明,汉宁窗插值改进基波相位分离法优于快速傅里叶变换法和汉宁窗插值快速傅里叶变换法,且该监测系统可有效地检测出干式空心电抗器匝间短路故障。     

基于小波包变换与FFT相结合的电网谐波检测方法

针对电网中存在的稳态以及暂态谐波污染,提出了小波包变换与快速傅里叶变换相结合的检测方法。通过小波包变换,把系统中的谐波信号分解到各对应的频带当中,依据所得频带的波形来确定谐波扰动发生的起止时刻,并结合快速傅里叶变换突出的幅频分析能力,确定系统谐波的相位、幅值、频率以及谐波的时域信息。通过仿真验证了方法的可行性,同时表明方法可以准确对稳态以及暂态谐波信号中的时频特性进行分析。     

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DSP的容性设备介质损耗因数在线监测方法

介绍了电容型设备介质损耗因数在线监测的原理以及监测系统的组成，分析了测量结果的误差来源以及提高测量精度的方法，以谐波分析法为基础，采用基于DSP的跟踪频率变化交流同步采样技术，确保每个周期采样128个点，用快速傅里叶变换（FFT）求出电压、电流信号基波傅里叶系数，通过RS-485总线传给上层变电站信息管理系统。考虑到FFT的泄漏效应和栅栏效应，采用加多项余弦窗算法对FFT进行修正，提高其准确性。     

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。     

基于DSP的容性设备介质损耗因数在线监测方法

介绍了电容型设备介质损耗因数在线监测的原理以及监测系统的组成，分析了测量结果的误差来源以及提高测量精度的方法，以谐波分析法为基础，采用基于DSP的跟踪频率变化交流同步采样技术，确保每个周期采样128个点，用快速傅里叶变换(FFT)求出电压、电流信号基波傅里叶系数，通过RS-485总线传给上层变电站信息管理系统。考虑到FFT的泄漏效应和栅栏效应，采用加多项余弦窗算法对FFT进行修正，提高其准确性。     

基于1/2周期重构DFT的瞬时谐波电流检测

结合带通滤波器的瞬时谐波检测方法,设计了基于1／2周期重构离散傅里叶变换带通滤波器的谐波检测系统。该带通滤波器在基频处幅值为1,在各次谐波处幅值为0,且在基频处的相频特性过零点。系统通过带通滤波器分离出基波分量,再从原电流中减去基波分量得到谐波分量。计算量小于快速傅里叶变换。理论和仿真表明,系统可检测电路稳态和暂态谐波．且缩短了动态响应时间,改善了滤波器的跟踪性能。     

用于谐波、间谐波在线监测的时频混合方法

为了检测靠近基波和谐波的间谐波,提出了一种时频混合方法来分析谐波和间谐波。首先在时域上通过并联的加强锁相环结构进行基波与谐波检测,该结构通过主锁相环测量幅值较大的基频分量,并将测得的基频输入到并行的子锁相环结构以完成对各谐波分量的分离;然后在频域上对分离所得的只含间谐波的信号使用插值快速傅里叶变换的方法进行分析,能在排除基波与谐波频谱泄漏影响的情况下得到靠近基波和谐波的间谐波的精确参数。在LabVIEW上实现了基于所提方法的谐波、间谐波在线监测平台,仿真和实验证明了所提方法的有效性。     

基于布莱克曼窗的双窗全相位傅里叶谐波分析

为了提高谐波和间谐波的参数估计精度,本文提出了基于布莱克曼窗的双窗全相位傅里叶新算法。该方法首先将输入数据分为N段,每段数据加两次布莱克曼窗,然后对新形成的N点数据分段进行傅里叶变换;进而,利用全相位傅里叶和传统傅里叶的谱分析结果,对全相位谱分析结果进一步校正,从而得到精度更高的谐波及间谐波估计结果。相比于其他如加汉宁窗的方法,本文提出的新方法有更高的信号参数估计精度。因不受谐波及间谐波频率范围的影响,本文方法可以应用于同步相量测量设备中,实现对于所有谐波的准确检测。仿真结果验证了本文方法的有效性。     

一种基于BP神经网络的谐波检测方案

通常的谐波检测方案是对各次谐波（如1～50次）使用快速傅里叶变换（FFT）进行检测,然而用电单位往往并不关心所有次数谐波的具体数值,而仅关心关键次数的谐波或几个总体指标。为此,设计了一套新的谐波检测方案,以BP神经网络作为实现算法,不需要计算各次谐波即可实现对用户所关心的个别指标或总体指标的检测,而且要实现上述检测目标,通过对BP算法、DFT算法、FFT算法进行计算量分析,证明了该方案在计算量方面的优越性。使用一组实测谐波数据对方案进行仿真验证,结果表明该方案简单可行,可达到与FFT相近的检测精度。     

基于小波变换的谐波电流监测及线损分析

针对谐波电流带来的电网损耗问题,提出了利用小波变换和FFT进行谐波电流检测及电网损耗分析的综合监测方法。基于小波变换的多分辨率分析方法,对电网电流谐波进行了检测,并将基波信号和谐波信号分离,利用傅里叶变换方法,得到低频部分中稳态谐波的频谱信息;根据各谐波分量的幅值,计算电网电流畸变率、功率因数以及造成的线路功率损耗,实现对谐波电流的监测。结果表明,随着低频谐波电流幅值的减小,电流畸变以及造成的功率损耗将会明显降低;随着电流谐波成分的增加,将会导致电网功率损耗增加。该研究为电力系统电能质量监测以及谐波治理提供了理论基础。     

Artificial Neural Network in Harmonic Reduction of STATCOM

Introduction In line with development of modern power grids, the static synchronous compensator (STATCOM for short) as an impor- tant component of the Flexible AC Transmission (FACT) system, its excellent characteristics has increasingly attracted common interests. Constituted by totally controlled devices such as GTO (gate turn-off transistor) or IGBT (insulated grid bi-pole transistor) and a mini energy storage element, it can be taken as a voltage source inverter connected into a th…     

基于离散Fourier变换的有源电力滤波器应用

提出一种改进的离散Fourier变换和离散Fourier反变换算法，在基于数字信号处理器（TMS320C32）的并联型有源电力滤波器中，对电网用户端畸变的谐波电流信号进行快速的离散化分频，并依据分频结果获取补偿指定次或指定若干次谐波电流指令信号，最后，用实验对该方法进行了验证。     

一种改进型FFT谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)存在较大的误差,不适宜直接用于电力系统谐波分析中.为消除其所产生的误差,提高检测精度,提出了一种基于最小二乘法与FFT相结合的改进型谐波分析方法.该方法利用最小二乘法对快速傅里叶变换的结果进行修正,从而获得高准确度的分析结果,实现对非整数谐波和频率较小的次谐波的同步跟踪与分析.利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,仿真结果证明了该方法的有效性和准确性,为谐波的检测与分析提供了一种有效的方法.     

基于PSCAD/EMTDC的谐波仿真分析

在电力系统中,仿真是分析复杂电路的有效手段。尤其在谐波研究领域,无论是抑制谐波或是预测谐波源,对线路的精确仿真分析都是必不可少的。首先介绍了谐波源和谐波分析的基本原理,用PSCAD/EMTDC软件建立对电网危害较大的典型换流装置以及实际线路的仿真模型。通过理论、仿真和实际三者的比较分析,验证了该软件及所建立的仿真模型能较好地模拟谐波源电路,在谐波分析、谐波预测及谐波治理等方面均有很好的应用价值。     

基于快速傅里叶变换与误差最小原理的谐波分析方法

提出了基于快速傅里叶变换与误差最小原理的电力系统谐波分析方法。该方法设定了畸变波形模型和修正参数,当模型波形与实际波形之间的均方差最小时,模型参数可以代表实际波形的参数。为避免分析出的谐波次数不准确而出现无效参数,把实际采样数据分成训练组和测试组。在训练组中通过最陡下降梯度查询学习策略的迭代循环修正参数。在测试组中检测谐波次数的正确性,获得有效的谐波分析结果,实现对次谐波和频率相隔很小的谐波的同步跟踪。仿真实验验证了该方法的有效性与易实现性。     

整流器的谐波分析方法

提出了分析整流器谐波产生机制的新方法,可克服传统的电流源注入分析法无法考虑整流器产生的谐波与系统之间的相互影响的缺点.基于调制理论和傅里叶变换理论,在频域中求解整流器的交流侧和直流侧各变量的相互关系,推导发现整流器的交流侧端口电压和端口电流的各次谐波分量可用一谐波耦合导纳矩阵来关联.该谐波导纳矩阵的各元素与整流器交流供电端的谐波电压各分量无关,是独立于系统谐波状况的定常矩阵.该方法将整流器时域的非线性特征转化为频域的线性矩阵,直观地体现了整流器的交流侧电流和电压谐波各分量之间的耦合关系.用所提方法分析整流器产生的谐波不需迭代求解,且具有较高的精度.时域仿真算例结果验证了该方法的有效性和精确度.     

基于连续小波变换的非整数次谐波测量方法

快速傅里叶变换(FFT)可实现整数次谐波的精确检测，但对非整数次谐波的检测误差较大；加窗插值算法可提高非整数次谐波的检测精度，但会导致谐波分辨率降低。如果信号中存在频率相近的整数次和非整数次谐波，利用FFT和加窗插值算法都无法实现谐波的准确检测。连续小波变换(CWT)因其良好的时频局部化特性，可用来分析谐波。通常利用CWT系数的幅值来检测谐波频率。但不同尺度的小波函数在频域上存在相互干扰，如果被检测信号中含有频率相近的谐波，利用CWT系数的幅值无法实现谐波的准确检测。文中结合傅里叶变换和CWT的特点，提出了利用小波变换系数傅里叶变换的幅值来分离谐波的算法。通过实例验证，该算法能够把频率相近的整数次和非整数次谐波分离，实现较理想的检测，从而提高了谐波分析、检测的精度。