数字变电站IED采样的一种改进算法

针对Lagrange线性插值算法在谐波次数高的情况下误差过大和Lagrange抛物线插值算法在合并单元（MU）低采样频率下误差改进不明显,提出了一种改进算法。根据改进算法的计算思路,运用Matlab 7．0编程．对算法进行仿真和模拟。与线性插值算法相比,该算法大大降低了各采样点的相对误差,提高了电流、电压、功率幅值的测量精度;同时通过分析一种典型谐波信号,验证了在同样插值条件、计算量相当的情况下．加权算法在80Hz的低采样频率下,误差较二阶Lagrange算法有显著的改善．有效地抑制了谐渡对算法的影响。仿真结果表明该算法计算精度高．可以满足新型变电站智能设备的采样值信号接口技术的要求．     

基于插值和时标变换的智能变电站保护数据重采样算法

提出了一种基于三次样条插值和时标变换的智能变电站保护数据重采样算法。当电力系统频率偏移时,重采样得到傅里叶算法一个数据窗内的整周期采样数据,减小了频谱泄漏误差。过程层数据采样率与保护算法不匹配时,实现了采样率向保护算法采样率的转换。算法可减小过程总线采样值传输产生的延迟和丢包对保护带来的误差。MATLAB数值仿真结果表明,重采样算法在互感器合并单元采样数据与保护算法不匹配情况下可实现采样数据与保护算法的"无缝连接"。利用MATLAB/Simulink建立电力系统故障模型,仿真结果验证了算法应用于实际电力系统保护的有效性和适用性。     

Lagrange插值的改进算法研究及误差分析

电力系统采样过程中对数据同步性要求很高,在IEC61850通信协议中推荐的插值算法同步方法。提出了一种改进的Lagrange插值算法,利用构造权函数的方法,补偿了一阶插值算法的误差,提高了计算效率。并在Matlab中就电力系统采样不同频率条件下的稳态特性及暂态特性的衰减直流分量和极限条件下的电压暂降等情况对该算法进行了仿真实验,实验证明了该改进算法在计算量和精度方面有一定的优势。     

一种新型变电站智能设备采样值接口方案

随着电子互感器技术的发展和IEC61850标准的推广,变电站间隔层智能设备的交流采样技术将由传统的对模拟信号A／D转换技术变革为以太网通信技术。为了不改变传统保护、测控装置算法,分析了采用Lagrange线性插值对合并单元输入的采样值进行数据抽取的可行性,研究了插值抽取的方法,进行了误差分析,同时分析了谐波信号对插值算法的影响。     

基于二次插值算法的采样值保护新算法

针对现有采样值保护存在动作模糊区大、定值不易整定等问题,提出一种新型的基于二次插值算法的采样值保护算法。该算法利用二次插值算法来生成虚拟的过零点采样值,计算数据窗内满足动作条件的时间和数据窗时间的比值,进而将该比值和内部定值进行比较,将比较结果作为保护主判据。该算法在不提高微机保护装置采样率的前提下,能大幅提高采样值保护的动作门槛精度,消除动作模糊区的影响。软件仿真和样机试验结果证明了该算法的有效性。     

插值算法在智能变电站中的应用

智能变电站的模拟量采集系统由传统的集中式采样变为分布式采样,需要使用插值算法对来自不同装置的采样值进行同步处理。对常用的零阶插值、一阶插值、三次样条插值算法进行了比较,指出在过采样前提下,一阶线性插值完全可以满足变电站系统的应用需求。从工程实践角度出发,结合《智能变电站继电保护技术规范》,给出插值算法的几种实施方案和细节:跨间隔采样系统中,基于FT3、IEC61850-9-2规约传输的采样值可以借助于插值算法实现数据同步;基于锁相环技术的插值算法可以灵活、可靠地实现智能变电站系统中光纤纵差保护的站间同步;采样值变速率转换过程中,必须采用数字滤波技术以防止频率混叠,推荐采用基于Remez交换算法的有限冲击响应(FIR)滤波器。     

智能变电站重采样应用研究及其线性插值法误差分析

针对重采样环节在智能变电站应用过程中所引入的误差,分析了其在智能变电站中的具体应用场景,得到采样同步和采样频率转换两种典型方法。以线性插值算法为研究对象,通过建立矢量模型分析并结合实验验证的方法,得到线性插值幅频特性。结果表明,信号频率与插值位置是直接影响重采样精度的两个主要原因,线性插值误差对保护专业的影响可以忽略,但是对测量与计量专业的影响较大。通过提高采样率,改进同步或插值算法等办法,重采样误差可以减少甚至消除。     

一种提高智能变电站PMU相量测量精度的改进采样值调整算法

提出了一种适用于智能变电站应用环境下提高同步相量测量单元(PMU)测量精度的采样值调整算法。算法基于三次样条插值和时标变换,实现了过程总线采样数据与PMU算法的无缝连接。该算法减小了过程层定采样频率下系统频率偏移带来的离散傅里叶变换(DFT)算法频谱泄漏误差,同时可有效减小过程总线采样值传输丢包对相量算法精度的影响。在智能变电站应用环境下利用MATLAB对所提算法进行仿真,结果验证了其不受频率偏移和采样值丢包的影响,能保证PMU相量测量的高精度。     

考虑高次谐波影响的智能配电合并单元改进采样数据同步方法

通过合并单元进行不同电子式互感器间的采样数据同步过程中,当信号内存在谐波尤其是高次谐波时,现有方法难以准确地还原采样间隔处的数据,导致同步误差较大。针对这一问题,提出了一种改进采样数据同步方法。基于三样条插值理论,研究了采样数据的整体特征,用连续的分段三次函数描述采样点间的波形,提高了重采样精度。再根据插值算法原理与采样特征,通过归一化处理、矩阵变换、收敛性分析等方法,减小了计算量。最后通过仿真验证,该方法能够保证不高于21次谐波的重采样数据不失真,且计算时间仅为同等精度插值算法的10%左右。改进算法提高了采样数据同步精度,同时又解决了高精度插值运算量大的局限性,具有工程应用价值。     

基于线性Lagrange插值法的变电站IED采样值接口方法

随着电子式互感器技术的发展和IEC 61850标准的推广,变电站间隔层智能设备的交流采样技术将由传统的对模拟信号A/D转换技术变革为以太网通信技术。为了不改变传统保护、测控装置算法,分析了采用线性Lagrange插值原理对合并单元输入的采样值进行数据抽取的方法,进行了误差分析,并分析了谐波信号对插值算法的影响。最后简要介绍了该方法在新型数字化变电站测控装置中的应用,经测试,精度满足要求。     

基于Lagrange插值频率估计的数字电能计量算法

传统电能计量系统中电网电压/电流波形信号的采集由电子式电能表完成,电能表内部设计了频率跟踪电路,在电网频率出现波动的情况下能同步采样,电能计量误差小。在数字电能计量系统中电网波形的采集由电子式互感器或合并单元的A/D采样模块完成,由于电子式互感器或合并单元采集后到的电网波形信号需要组帧传输给后续不同的数字化设备使用,其采用固定的采样频率,所以,在电网频率出现波动的情况下,不能实时跟踪电网频率而改变采样频率实现同步采样,电能计量误差大,因此,为减小在频率波动条件下的电能计量误差,提出一种数字电能计量新算法,该方法利用三次拉格朗日(Lagrange)插值算法提取出电网基波频率,并利用离散傅里叶变换(DFT)算法的栅栏效应进行波形成分提取,实现电能计算,该方法实现简单,通过实验仿真验证了其电能计量误差小,具有实用价值。     

基于分段插值同步化算法的谐波测量

传统的基于FFT的电力谐波测量方法由于频谱泄漏问题,在测量基频偏移信号或者频率不断波动的非稳态周期信号时存在着较大的误差。现采用一种时域插值的方法对非同步采样序列进行重新定位,依据序列的二次差商大小对信号进行分段并分别采用线性插值和Hermite插值两种算法进行二次同步化。在基频偏移固定和基频不断波动的两种情况下进行仿真计算。结果表明,分段插值同步算法能够适用于上述两种情况的谐波测量,在兼顾计算效率的同时,满足了GBT 17626.7-2008国标规定的精度要求,是一种具有实用性的方法。     

智能变电站数字采样下双重插值算法对高次谐波测量精度的影响

智能变电站数字化采样之后,间隔层二次设备需要对合并单元发送的SV采样数据作同步插值处理。为实时跟踪测量电力系统的运行频率,计算模块需要通过插值重构的算法进行重采样。为分析双重化插值带来的误差影响,本文详细分析了拉格朗日和牛顿插值算法的理论最大误差,对高次谐波的精度影响进行了量化分析和补偿计算。最后提出了进一步提高插值算法下高次谐波测量精度的思路和方法。     

基于三次样条插值理论的电子式互感器数据同步

介绍了电子式互感器的数据同步问题,并对线性插值和二次插值的同步算法进行分析,指出线性插值算法在谐波次数高的情况下误差过大和二次插值算法在低采样频率下误差改进不明显。提出了基于三次样条插值理论的同步算法,并进行了误差的理论分析和数值仿真计算。理论误差分析表明,该算法相比较于线性插值算法和二次插值算法,误差值至少降低2个数量级;数字仿真验证显示,每周期48点采样时,稳态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.000 38%,暂态采样值最大误差约为输入电流最大幅值的0.005%,采样值误差均降低2个数量级以上。在包含基频量和高次谐波电量的二次设备中,该算法可降低各采样点的相对误差,方法误差精度均可满足IEC60044标准规定的电子式互感器的误差要求,即稳态测量精度0.2级和暂态分量最大瞬时值误差小于±1%。     

基于二次插值的光伏MPPT改进算法研究

为了提高光伏电池最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的跟踪速度,减小稳态波动,提出一种将拉格朗日二次插值与电导增量法相结合的MPPT算法。首先,分析了光伏电池的输出特性以及定步长电导增量法的跟踪原理和优缺点;在此基础上,基于拉格朗日二次插值,对定步长电导增量法进行优化,并分析了步长对该方法的稳态误差和跟踪速度的影响;为消除这一影响,提出了二次插值与变步长电导增量法相结合的MPPT算法。仿真结果表明,拉格朗日二次插值和变步长电导增量法相结合的MPPT算法可以迅速稳定地响应外部环境的变化,有效地解决了MPPT跟踪速度与稳态波动之间的矛盾。     

电机测试中谐波分析的高精度FFT算法

快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在较大的误差,因而无法在电机测试过程中获得准确的谐波参数。为了减小非同步采样对快速傅立叶变换的影响,提高电机测试中的谐波分析精度,该文通过加窗和插值对原算进行了改进。该评议先是对非同步有栗的泄漏效应进行了简要说明,并借助MATLAB软件求解高次插值方程得到准确的频率偏移量,进而得出较准确的谐波参数。在此基础上,对插值公式作适当改动,可以进一步提高各种情况下特别是泄漏程度较严重时的计算精度。该文最后提供了一个模拟分析实例,分析结果进一步验证了改进后算法在非同步采样时,仍然具有非常高的分析精度。