新能源汇集地区次同步谐波检测方法的研究

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样和非整数周期截断时难以高精度检测谐波各参数,加窗和插值算法可提高FFT的精确度。在对纳托尔窗(Nuttall)频谱特性分析的基础上,提出以4项5阶Nuttall窗通过自卷积运算得到Nuttall自卷积窗函数,推导基于Nuttall自卷积窗四谱线校正公式。仿真结果表明,该算法能较精确地检测次同步谐波的频率特征值并抑制谱间干扰。最后,将Nuttall自卷积窗和四谱线插值FFT算法应用于新疆哈密地区次同步谐波检测,验证了该算法的有效性。     

基于快速傅里叶变换的谐波和间谐波检测修正算法

详细分析了FFT算法的频谱泄露和栅栏现象,研究了非同步采样下谐波和间谐波之间的频谱干扰特性,在此基础上提出了修正算法。该算法通过对FFT算法做简单变换,减少了频谱泄露误差,利用频域插值算法对谐波和间谐波分开进行分析检测,抑制了谐波和间谐波之间的相互干扰。结果表明,与直接运用FFT算法相比,提出的电力系统谐波和间谐波检测方法具有检测精度高和响应速度快的特点。     

光伏并网系统的谐波检测与分析

光伏系统并网运行会对电网带来一系列问题,其中谐波污染就是问题之一,这也是光伏系统实现真正并网运行必须解决的一个难题,而进行谐波检测则是解决该问题的先决条件。通过使用适当的加窗插值算法,验证了加窗插值FFT算法检测谐波各项参数的有效性,并应用此算法对光伏并网模型的谐波电流进行了检测与分析。     

五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT电力谐波分析

在采用快速傅里叶变换(FFT)对电网谐波进行分析时,信号的非整周期截断和非同步采样而造成的频谱泄漏会影响检测结果的精度,加窗插值则能有效地解决问题。分析了五项MSD-Rife窗在不同权重时的频谱特性,提出了一种基于五项MSD-Rife窗的四谱线插值FFT谐波分析算法,即先对谐波信号加窗,然后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,运用曲线拟合函数推导出了简单实用的四谱线修正公式。仿真试验结果表明,该算法较其他算法在幅值、相位和频率上的检测精度更高,从而消除了频谱泄漏和栅栏效应带来的影响。     

风电汇集地区次/超同步谐波分析方法研究

对频域特性良好的Blackman窗和4项3阶Nuttall窗做卷积运算得到混合卷积窗函数,并推导出三谱线插值修正公式。基于全相傅里叶变换(apFFT)的相位不变性,利用峰值频点附近最大与次大幅度谱比值,提出Hanning双窗apFFT双谱线插值参数分析算法。因加混合截断窗插值FFT的频率与幅值参数分析误差较低,apFFT可以精准获得相位谱信息,由此提出一种组合型次/超同步谐波参数分析算法。仿真对比实验证明,所提算法在稳态与非稳态下均能有效且精准地实现谐波参数分析。最后,将该算法应用于风电并网模型风电场电流频谱分析及新疆哈密地区次/超同步谐波分析,验证其有效性。     

基于Nuttall窗的全相位傅里叶电力谐波检测

由于栅栏效应和频谱泄漏,传统快速傅里叶算法(FFT)在谐波分析时参数估计精度不高。为了提高电力系统中谐波和间谐波参数的估计精度,提出了基于Nuttall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段并加两次4项3阶Nuttall窗,得到预处理后的N点数据分段再进行快速傅里叶变换,进而利用传统傅里叶和全相位傅里叶在对应谱线上的幅值和相位的联系,分别校正幅值和频率的估计结果,最终得到高精度的谐波参数估计结果。仿真算例结果表明,与插值傅里叶等其他方法相比,新方法具有更高的谐波参数估计精度。     

基于改进双谱线插值FFT算法的电力谐波分析

针对电力系统谐波分析中常用的双谱线插值FFT算法开方运算量大的问题,提出一种有效减少开方运算的改进双谱线插值算法。该算法利用窗函数主瓣内相邻谱线间的相位特性,改进了修正谐波幅值时谐波频率点附近最大、次最大两条谱线幅值之和及频率偏差的计算方法,使计算谐波幅值需要的开方运算减小为常规算法的一半,计算频率偏差完全无需开方运算,从而大幅降低运算量,提高了谐波分析的实时性。在Matlab中对改进算法和常规算法进行了仿真对比,结果发现,改进算法不仅计算量小,而且精度很高。     

基于改进FFT-BP的电力谐波检测算法

传统的FFT-BP算法在处理多种谐波信号叠加而成的复杂信号时,存在弱信号为了"迎合"网络的整体误差最小值,会发生严重的偏移,并反过来影响强信号的检测精度;学习率和动量因子被设为定值,易导致运行时间过长或无法收敛至最小值;激励函数为定函数,无法检测间谐波信号等问题。对此,提出一种改进的FFT-BP算法,利用预处理得到的谐波参数信息,限制参数迭代的搜索区域,并将学习率、动量因子和激励函数一起参与网络的调节。仿真试验表明,与传统FFT-BP算法相比,该算法解决了小信号的偏移问题,可以处理谐波与间谐波叠加而成的复杂信号,且运算速度更快、检测精度更高。     

基于CS-RBAPVS的超高次谐波检测算法

随着电力电子技术高占比应用于可再生能源发电系统,大量超高次谐波流入电网,从而引发新的电能质量问题。针对超高次谐波检测过程中计算量大、测量不精确等问题,提出一种基于压缩感知变步长正则化回溯自适应追踪超高次谐波检测算法。该方法利用狄利克雷核矩阵与离散傅里叶变换系数,并引入插值因子,建立基于压缩感知理论的超高次谐波模型;同时采用基于变步长的正则化回溯自适应追踪算法重构原信号,该算法通过结合正则化思想与子空间追踪算法的回溯思想,在无需预知原信号稀疏度的情况下,不仅实现了信号的精确重构,而且克服了固定步长所引起的问题。仿真测试验证了该算法的优越性与有效性。     

基于Rife-Vincent窗的录波电流谐波分析方法

加窗插值可以有效抑制频谱泄漏和栅栏效应,改善FFT算法的谐波分析精度。分析比较了Hanning窗和5项Rife_Vincent窗(R_V窗)的频谱特性,推导了2种窗对应的偏差修正公式。提出了一种根据时域采样点的相对误差计算方法并用于比较窗函数的谐波分析精度。仿真实验与实例计算验证了R_V窗插值算法的正确性,且较Hanning窗插值算法精度更高。     

基于小波神经网络的单相三电平逆变器谐波检测

本文采用小波神经网络（Wavelet Neural Network,WNN）算法对时变谐波信号进行检测。利用Harr小波对谐波信号的幅值和相角进行逼近;将小波对信号的自适应时频分割特性引入神经网络,提高神经网络的逼近和收敛速度;给出网络参数的选定方案;确定网络的训练算法。在MATLAB/SIMULINK环境下对该算法进行仿真,与传统的小波算法比较,该算法不仅可行,而且精确度得到提高。     

快速实时高性能电网谐波监测装置设计及系统核心算法

随着电网中非线性器件使用的增多,电网中的谐波含量显著增加,会对电网的安全运行和用电设备的正常工作造成严重影响,为实时监测电网中各谐波分量,研发了基于CAN总线的谐波监测装置,给出了装置的数据采集、锁相倍频、AD转换和数据通信等模块电路,利用TI公司提供的FFT Library库函数进行FFT运算,完成了谐波的分析,并通过试验进行了验证。结果表明,该装置可行、有效,满足了设计要求。     

基于Prony算法的风光分布式高压电网故障检测技术研究

针对传统的Prony算法运算效率较为低下,抗噪性能较弱的问题,文章提出一种改进Prony算法的高电压电网故障检测方法。该方法将粒子群算法与Prony算法进行结合,首先基于Prony算法可以建立包含谐波分量幅度值、衰减因子和频率等一系列的参数的模型,然后利用粒子群优化算法对谐波幅值、相位和频率进行辨识,避免了传统Prony算法中由于噪声问题造成的信号频率难以提取的弊端。通过仿真证明了文章算法具有极强的可靠性和较高的运算效率。     

基于改进频谱叠加算法的多间谐波检测方法

为提高多组非对称间谐波的检测精度,对多分量频谱叠加算法加以改进,基于一元高次方程韦达定理,提出了对基波及谐波附近多个非对称间谐波的统一计算公式。首先将多个间谐波DFT后在基波及谐波附近的频谱泄露值进行矢量叠加,得出间谐波相关方程组;然后根据统一计算公式求解该复杂方程组,得出间谐波估计频率;最后结合估计频率和初始假设信号,能够得到各个频率对应的幅值及相位。实验算例表明,该间谐波检测方法能准确识别基波及谐波附近的多个非对称间谐波,能够有效解决传统检测识别间谐波时对间谐波存在个数及类型的限制。     

基于偏差补偿最小二乘的谐波发射水平估计方法

摘要： 为了克服电压和电流信号中的有色噪声的影响,提出了一种基于偏差补偿最小二乘的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法。利用公共连接点测量得到的谐波电压和谐波电流信号,通过偏差补偿最小二乘算法求解回归系数;提取对因变量解释性最强的综合变量,辨识系统中的信息和噪声,更好地克服变量相关性在系统建模中的影响。由回归系数映射出系统谐波阻抗,进而计算出用户的谐波发射水平。通过实验电路仿真分析验证了该方法的有效性。     

基于一类改进谐波小波的离心风机旋转失速特征分析

通过对谐波小波频谱边缘突变点应用Hanning窗进行光滑处理，改善了谐波小波的时域衰减特性，并给出实现算法。通过对离心风机旋转失速的试验研究，应用改进的谐波小波时频等高线图对不同测量部位的动态压力信号进行时频分析，得出在不同导流器开度下离心风机不同的特征和弱失速区域的能量间歇现象，风机最高效率线与失速边界线比较接近，并且在导流器小开度下会出现交叉，说明弱失速区域应引起运行、维修人员足够重视。图10参8     

双馈风力发电机组的间谐波问题分析

分析了双馈风力发电机组的间谐波产生原理和DFIG间谐波的特点,然后对目前电力系统IEC框架下间谐波检测和存在的问题进行研究。文章采用高斯窗调节因子的S变换来检测变速风力发电机组的间谐波,并与IEC标准中的检测方法进行了对比,通过分析风电机组现场运行数据,说明DFIG输出的间谐波具有明显的特征频次,而这些特征采用已有的标准无法体现出来。     

一种基于小波变换的谐波与基波有功和无功电流检测算法

谐波与基波有功、无功电流的正确检测是谐波拟制和无功补偿的基础。本文利用小波变换的多分辨分析理论,结合电网电流定义式,给出一种简便的计算基波电流的有功分量、无功分量与谐波分量的算法,无需预先求解电流相位,计算量小,适合在线计算。利用不同类型的小波,在不同采样频率下对算法进行了实例仿真,仿真结果证明了该算法的有效性,并讨论了小波滤波器系数长度及采样频率对算法检测精度的影响。     

基于原子分解法的配电网谐波检测方法研究

配电网中的谐波问题不仅对系统的安全运行和电力设备的正常使用造成严重的损害,还会降低用户的电能质量。提出了一种基于匹配追踪原子分解法的配电网谐波检测方法,通过将故障信号在过完备原子库中进行稀疏分解,得到与该信号的结构特征相匹配的最佳匹配原子组,分析这些原子的时频特性即可以得到故障信号的各次谐波信息。通过Matlab仿真软件对配网中常见的谐波信号和电弧炉采样信号进行分析,对比分析了FFT变换和原子分解法的优缺点。仿真验证表明,基于匹配追踪原子分解法能够准确的分析出各谐波成分的特征量,且具有较强抗噪能力。     

基于改进蚁群算法的独立分量谐波检测方法

针对电网谐波检测高精度、实时性、高效率的要求,提出了一种基于改进蚁群算法与独立分量相结合的检测算法,采用数字低通滤波器（FIR）-拉格朗日反插值获得精确基波频率,应用独立分量法分析处理源信号,并建立基于峭度的非高斯最大化目标函数,通过改进蚁群算法求得最优解,很好地解决了电网频率非固定值及传统蚁群算法易局部收敛、收敛速度慢等难题。该方法还可检测间谐波,模拟仿真验证了方法的有效性和优越性。