基于移频滤波的频率测量方法

实际电力系统由于存在频率波动,使得严格同步采样条件难以满足,从而影响了电力系统频率及其他参数的准确测量。为此,该文提出一种基于移频滤波的电力系统频率测量新方法,该方法只需通过对原始采样信号进行简单的移频和滤波运算即可准确求得电力系统的频率。与经典时域测量方法相比,该文算法简单,运算量小,实时性好。与传统傅里叶算法及其改进算法相比,该频率测量方法无需额外求解方程和加窗插值运算,能有效克服传统傅里叶算法存在频谱泄露和栅栏效应的缺陷。该文分别在电网基波频率变动、不同采样率、不同采样点数、不同模数转换器字长以及不同信噪比噪声等条件下对算法进行了仿真测试。仿真结果表明,该算法能够实现对电力系统频率的准确测量且能有效地抑制白噪声的干扰。构建的实际硬件测试平台验证了所提算法的准确性和可靠性。     

迭代 ICA 与 LEVKOV 联合的瞬态 响应工频干扰抑制方法

针对传感器瞬态响应中的工频干扰因频率游动、谐波及频带混叠导致难以去除的问题,提出了迭代独立分量分析 (ICA)与 LEVKOV 联合抗工频干扰的方法。 将迭代 ICA 法与 LEVKOV 法相结合,通过构造工频参考信号,采用迭代 ICA 的方 法以减小瞬态响应中频率游动的工频干扰,再利用 LEVKOV 法通过线性段均值滤波和非线性段噪声模板滤波来进一步削弱工 频干扰及其谐波干扰,从而提高瞬态响应信号中工频干扰的滤除精度。 仿真和实验数据验证结果表明,所提出的迭代 ICA 与 LEVKOV 联合抗工频干扰法相较于独立的迭代 ICA 法和 LEVKOV 法而言,对传感器瞬态响应中的工频干扰具有更好的抑制 效果。     

基于抗干扰六点测频法的主动频移孤岛检测

主动频移法中频率检测的可靠性受电网中干扰影响,易错误地将干扰情况判断为孤岛效应发生的情况。为了能避免孤岛效应误判现象的发生并快速检测出孤岛,提出了主动频移孤岛检测中的抗干扰六点测频法,该方法通过对最优检测点间隔进行估计和频率奇异点的剔除,抑制了电网中干扰。根据IEEE Std929—2000规定的最严重情况进行孤岛测试仿真研究,仿真结果表明,所提方法具有防孤岛误判、响应快速、无检测盲区等优点。     

基于根匹配的移频电磁暂态建模与仿真

现有的大步长移频电磁仿真方法在仿真电网故障等非稳态情况时存在准确性问题。首先分析传统移频电磁暂态仿真方法在仿真非稳态工况时精度较差的原因。进一步,提出一种基于根匹配技术的改进移频电磁暂态仿真方法,并理论分析所提方法的精度优势。基于该方法,构建交流电网部分元件的根匹配–移频电磁暂态模型。最后,通过IEEE 39节点系统算例测试,验证所提根匹配–移频电磁暂态仿真方法的准确性。     

主动移频法在光伏并网逆变器并联运行下的孤岛检测机理研究

孤岛检测是光伏并网逆变器所必备的功能。在各种孤岛检测技术中,主动移频法及改进后的带正反馈主动移频法被广泛采用。该类方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛检测。目前针对该类方法的研究主要集中在单台逆变器。该文采用相位原理和基于负载品质因数与谐振频率坐标系的盲区空间理论,对多机并联工作方式下主动移频法及带正反馈的主动移频法之间的相互影响及孤岛检测有效性进行深入理论分析,揭示了多机并联下孤岛检测可靠性与工作条件的关系,仿真与实验验证了理论分析的正确性。     

基于MSP430的移频信号测试系统的实现

随着我国电气化铁路的不断普及,移频信号的准确、实时检测对于列车的安全行驶起着至关重要的作用。本文通过分析移频信号的特性,针对铁路运行强干扰性的环境,利用脉冲计数式鉴频和滤波原理设计了一个基于MSP430的移频信号测试系统,实现了移频信号载波信号频率、低频调制信号频率和电压三项参数的测定。通过实际测量,该系统基本满足实际需求,并且其体积小、成本低、操作方便、性能稳定,测量精度高,抗干扰性强,具有广阔的应用前景。     

对多机并联下应用频移式孤岛检测法面临问题的探讨

针对目前广泛应用的频移式孤岛检测方法——简称频移法,指出当只有部分逆变器采用该方法时,其扰动能力可能不足以撼动孤岛的频率并使其超限,从而提出采用频移法的逆变器比例和频移法正反馈增益的调节等2个问题。针对采用频移法的逆变器比例问题,在最不利情况下进行分析,获得了该比例与逆变器最大过载倍数之间的关系,发现逆变器过载能力越大,采用频移法的逆变器比例可越小;关于频移法正反馈增益的调节问题,本文推导出了正反馈增益与采用频移法逆变器比例的关系,表明正反馈增益必须根据采用频移法的逆变器的比例同步增大。仿真结果验证了上述结论。     

基于正反馈主动频移的有源配电网孤岛检测方法

接入分布式光伏、储能的有源配电网已具有孤岛运行能力,及时准确检测孤岛运行状态将成为系统安全运维的关键技术。首先分析了主动频移法(active frequency drift,AFD)和正反馈主动频移法(active frequency drift with positive feedback,AFDPF)的作用原理及检测盲区。其次,针对检测盲区问题,提出了基于正反馈主动频移的孤岛检测改进方法,通过增加频率偏移方向的判定,保证一致的扰动方向,从而满足不同负载性质下光伏并网发电系统的无盲区孤岛检测。最后,通过仿真平台验证所提孤岛检测方法的有效性。     

带正反馈的主动移频孤岛检测法的参数优化

孤岛检测是光伏并网发电系统所必备的功能。在各种被动和主动孤岛检测方法中,主动移频是一种比较有效的检测手段。该方法通过对逆变器输出电流的频率进行扰动来实现孤岛状态检测。本文分析了主动移频孤岛检测法的工作原理,推导出带正反馈的主动移频法的检测盲区,并详细给出了相关参数的优化过程。仿真与实验验证了该优化方法的有效性。     

基于载波移相并联的直驱风力发电并网变流器控制策略

直驱风力发电变流器需要全功率变流器,其网侧变流器设计要求低谐波输出、宽电压工作范围、高可靠性及快速的动态响应能力。受现有功率器件及其开关频率、发热等条件制约,采用单模块的变流器难以满足系统要求,因此采用载波移相并联作为并网变流器,使系统冗余性增强、输出电流控制的等效开关频率和采样频率都得到了提高,输出滤波电感的压降减小,提高了系统动态响应能力。针对载波移相并联变流器的环流问题,通过对载波移相并联系统环流数学模型的分析,提出了一种可以有效抑制环流同时改善系统动态性能的总电流输出外环加环流控制环的控制策略。仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性和有效性。     

小电流接地系统暂态电流频率特性分析及故障选线方法研究

小电流接地系统选线过程中常常用到暂态高频电流分量,但在高频分量提取过程中其频率范围的设定通常只能依靠经验方法进行。针对这一现状,解析分析了小电流接地系统暂态电流的频率特性,提出了暂态电流频率变化范围的估算方法,有针对性地给出故障线路与非故障线路差异性较大的特征分量,为高频分量频率范围的选定提供了理论基础。在此基础上,利用现有的滤波工具提取选定频带范围的高频分量,并结合相对熵理论计算相对熵系数矩阵,进而辨识出故障线路。仿真结果表明,所提出的选线方法具有广泛的适用性和正确性。     

高压输电线路故障性质识别新判据

运用相加滤波算法和半周期积分法对恢复电压的工频分量和自由分量的特征量进行详细的推导分析,并分析了自由震荡频率估算误差对判据性能的影响,由此提出了新的拍频判据,并通过PSCAD仿真实验对其进行了仿真验证。     

抑制PMSM周期性转矩脉动的迭代学习方法

为了抑制永磁同步电机高性能伺服应用中的低速转矩脉动,在探讨转矩脉动传统抑制方法的基础上,分析并指出主要成分的周期特性,提出永磁同步电机恒压频比控制中通过迭代学习控制抑制周期性转矩脉动的方法,通过在线学习补偿电机控制电压来抑制转矩脉动,设计了控制器并作了收敛性分析.仿真结果表明:迭代学习快速收敛,可有效减小转矩脉动,转矩...     

基于自适应陷波器的电网频率估计方法

本文针对电网频率难以精确测量的问题,提出利用自适应陷波器结构的滤波功能,结合电网电压基波信号及其谐波信号的特性,以陷波器实时输出平方值作为陷波器参数的优化目标函数,根据随机优化理论推导出陷波器参数在线迭代算法,从而对与频率有关的陷波参数进行自适应调整,达到电网频率估计的目的。该方法结构简单,通过仿真分析和实验测试,检验了所提出的频率估计算法的收敛速度和逼近精度,表明基于自适应陷波器的电网频率估计方法,可以准确估计出电网频率。     

Interharmonics analysis of power signals with fundamental frequency deviation using Kalman filtering

In this paper a spectral decomposition-based method for interharmonic computation is proposed for power systems where the fundamental frequency fluctuates significantly. In the proposed method, the frequency domain components of the voltage waveform are obtained by Kalman filtering. Both the system fundamental frequency and the correct spectrum of the voltage waveform, and hence the exact interharmonics are obtained. The proposed method is tested with both simulated and field data obtained from different electric arc furnace (EAF) plants, where the system frequency deviates continuously due to the fluctuating load demands. Since the interharmonic frequencies are obtained by using Kalman filtering, no leakage effect of the DFT-based methods is involved in case of frequency deviations, which is an important advantage of the proposed method.     

电网瞬时频率跟踪算法设计

在高压直流输电工程中,采用高精度锁相环跟踪电网相位,并在设定角度产生点火脉冲触发换流阀,瞬时电网频率跟踪速度和精度对锁相环至关重要,传统的频率测量方法无法同时满足速度和精度的要求。提出了一种电网瞬时频率跟踪算法。该算法将三相电压瞬时值进行Clarke变换,经有限冲激相应滤波器(FIR)滤除谐波和负序分量后,计算电网实时相位,采用相差法实现了对电网瞬时频率的跟踪。通过仿真和实验验证,该算法可准确、快速地跟踪各种电力信号的瞬时频率,有效地滤除谐波和噪声,电网瞬时频率的测量精度高达±0.005 Hz。     

基于带宽自适应滤波的低频振荡Prony分析

针对传统Prony法在分析低频振荡时对噪声非常敏感的缺点,提出了一种基于带宽分析的余弦基神经网络滤波方法。首先,利用余弦基神经网络逼近低频振荡信号,通过对权值的分析,确定信号有效带宽;然后根据信号带宽进行带通滤波,再将输出信号导入Prony模块分析。其中,针对有效带宽范围的确定,提出了固定带宽与动态带宽的分析方法。分别在脉冲噪声、高频谐波噪声、随机白噪声背景下进行了算例分析,表明了该方法对舍噪低频振荡信号具有较好的滤波效果,有效地提高Prony算法的振荡主导模式识别精度。能满足电力系统低频振荡特征分析的需要。     

采用稳健统计与B样条函数处理频率扰动记录单元异常数据

北美电网监测系统(FNET)是在配网侧实时采集电网频率的广域测量系统。由于硬件故障或网络中断,频率扰动记录单元(FDRs)采集的数据不可避免地包含尖峰或缺失数据段等异常数据,在剔除尖峰同时常用的一维中值滤波,弱化频率波动的细节信息无法弥补缺失数据段。针对此一问题,提出了融合稳健统计和B样条函数的频率异常数据处理方法,它通过设定阈值辨识尖峰值,采用B样条基函数的线性组合重构原始频率序列,引入曲线粗糙度控制B样条基函数学习过程中存在的过拟合问题。该方法仅在局部范围内处理频率异常数据,能最大限度地保留频率波动信息,且计算简洁,能实现任意阶B样条函数的构造及学习,易于推广到其他时间序列的数据预处理。     

快速迭代滤波分解方法在轴承故障诊断中的应用

轴承故障信号通常是非线性和非平稳的.此外,这种信号非常微弱,容易被不可避免的背景噪声和振动干扰所掩盖.针对该种信号,模态分解方法已经被证实是一种可靠的处理方法.因此,将一种快速迭代滤波分解方法应用到轴承故障检测当中.快速迭代滤波分解方法在抑制模态混合和抗噪方面表现出色.与其他模态分解技术不同,快速迭代滤波分解方法具有超...