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。     

基于改进自适应陷波滤波器的锁相方法

风力发电等分布式发电系统并网时,需要实时检测电网电压的基波频率和瞬时相位,电网电压采样信号中含有的直流偏移不利于实现准确锁相。在理论分析直流偏移对自适应陷波滤波器影响的基础上,通过增加一个积分环节,使自适应陷波滤波器能够处理直流偏移。将改进后的自适应陷波滤波器应用到锁相中,在电网电压含有直流偏移以及谐波的情况下,实现了单相电压信号基波频率、幅值和相位的准确提取。实验结果验证了基于改进自适应陷波滤波器的锁相方法实现锁相的有效性。     

基于RVM和ANF的电压暂降检测识别

提出了一种基于关联向量机和自适应陷波器的电压暂降检测识别方法。通过一自适应陷波器,快速完成电压暂降特征检测（包括持续时间、幅值、相位跳变等）,并从其输出提取出9个暂降关键特征信息。采用关联向量机分类模型对提取的特征信息进行训练与识别。仿真算例证明,该法快速有效完成电压暂降分类,识别出故障、电机启动和变压器激磁引起的三种电压暂降,精度高、实时性好,可应用于电能质量实时监测系统。     

基于RVM和ANF的电压暂降检测识别

提出了一种基于关联向量机和自适应陷波器的电压暂降检测识别方法.通过一自适应陷波器,快速完成电压暂降特征检测(包括持续时间、幅值、相位跳变等),并从其输出提取出9个暂降关键特征信息.采用关联向量机分类模型对提取的特征信息进行训练与识别.仿真算例证明,该法快速有效完成电压暂降分类,识别出故障、电机启动和变压器激磁引起的三种电压暂降,精度高、实时性好,可应用于电能质量实时监测系统.     

基于求导法的dq变换结合形态学滤波的电压暂降检测方法

电压暂降是电力系统中频繁出现的严重电能质量问题,而传统的电压暂降检测方法在实时性和精确性上仍有不足,对此提出一种基于形态学滤波器和求导法αβ-dq变换的单相电压暂降快速检测方法。详细分析了基于求导的αβ-dq变换法检测原理,通过比较不同结构元素的形态滤波器的性能,选取合适的结构元素的形态滤波器滤除系统谐波和噪声,提高算法的精确性。使用软件仿真分析,并通过使用该方法分析实验室搭建的模拟电压暂降模型采集到的数据,进一步对该方法进行验证,结果表明该方法可以快速、准确地检测出电压暂降的幅值、持续时间和相位变化。     

基于自适应陷波器的三相有功功率的测量

多种电力电子设备的广泛应用使得电网被谐波严重污染,如何在含谐波情况下准确快速地测量有功功率是一个急需解决的问题。这不仅关系到电网安全稳定运行,也决定着相关费用的核算。本文在瞬时无功功率理论的基础上,提出了基于自适应陷波器的三相有功功率测量方法。采用自适应陷波器对含谐波的三相电压和电流信号进行处理,分别得到基波和谐波的α轴和β轴分量,然后通过瞬时无功功率理论可以得到基波和谐波的有功功率值。仿真结果表明,在系统稳定情况下,该方法能够准确地测量三相系统基波和谐波的有功功率,在频率变化时,检测结果也保持较高的精确度,并且能够快速追踪幅值变化引起的有功功率波动。     

针对电网不平衡与谐波的锁相环改进设计

在新能源并网发电系统中,准确地提取电网电压的频率、相位和幅值等电网同步信号是实施有效控制的基础。针对电网不平衡与谐波条件下电网同步信号的检测需求,提出了一种静止坐标系下的改进型锁相环设计方法。该方法采用谐振器提取并滤除电网电压中的高频谐波,结合自适应陷波器(ANF)与正负序消除环路(PNSC)完成电压正负序分离,进而准确地提取电网正序电压的同步信息。仿真和实验结果表明,在不平衡与谐波电网条件下,所设计的锁相环能够快速准确地锁定电网电压的属性,且具有检测精度高、对频率波动鲁棒性强等优点,可为新能源并网发电控制提供可靠的基准信号。     

基于信号短时延迟算法单相电压暂降检测方法*

快速、准确检测电网电压暂降深度是进行电压暂降治理的前提与关键。为此提出了一种基于信号短时延迟的电压暂降检测方法。该算法将单相电压信号延迟若干个采样周期以构造其正交信号,从而可采用基于dq变换的瞬时无功功率理论对瞬时电压进行快速准确检测;同时通过设置延迟时间并结合EMAF算法将随机噪声控制在检测系统所能承受的范围内,以满足工业应用对噪声干扰性能的要求。最后,MATLAB/Simulink仿真结果验证了该算法的先进性与实用性。     

基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。     

电网污染条件下的一种基波信号检测方法

在动态信号污染条件下,传统的电网基波信号的检测方法的性能受到不利影响。文章提出了一种新的自适应陷波滤波器算法。该算法具有圆形的周期轨道,通过调节自身参数来自动跟踪基波信号的变化,从而实现了对污染条件下的电网基波信号的相角、频率和幅值的实时准确的提取。仿真结果表明,自适应陷波滤波器方法对于电网中存在的谐波、电压骤升/骤降/缺口、三相不平衡及其它类型的污染,具有很高的免疫性。该方法结构简单,软、硬件实现起来比较容易。适合应用于分布式电源并网时,电网基波信号信息的准确跟踪,为并网变换器的同步工作提供依据。     

A Comparative Performance Evaluation of Extended AANF with Different Parameter Estimation Techniques for Renewable Energy Integration

This paper presents real time performance evaluation of three phase extension of an amplitude adaptive notch filter (AANF) for online estimation of frequency, amplitude, and sequence components of the input grid voltage signal. The performance of an extended AANF is compared with conventional synchronous reference frame-phase lock loop (SRF-PLL), enhanced phase lock loop (EPLL), and existing adaptive notch filter (ANF). Comparative analysis has been carried out based on their ability in extracting frequency and amplitude of input grid voltage signal under balanced and unbalanced voltage sag/swell, frequency shift and distorted grid condition. Three phase AANF method provides high degree of accuracy than SRF-PLL, EPLL, and ANF in extracting appropriate signal information for unbalanced and harmonically distorted grid condition. The important feature of this method is its amplitude adaptability, which improves its speed of response and accuracy when grid signal is of variable amplitude. OPAL-RT’s (OP4500) real time controller with an in-built Xilinx Kintex-7 FPGA processor is used for real time implementation. Experimental results validate fast and accurate performance of an extended AANF in extracting frequency, amplitude, and sequence components of the utility grid voltage signal, which can be further used for performance improvement of grid connected renewable energy systems, custom power devices, and flexible ac transmission systems (FACTS) devices.     

基于最优组合赋权改进S变换的电压暂降检测方法

电压暂降是电能质量问题的一种,为了能更准确快速地对电压暂降进行检测分析,文章提出了一种基于改进S变换的电压暂降信号检测方法,利用基频幅值差分平方向量检测电压暂降信号的起止时刻,通过定义起止时刻误差、暂降深度误差、局部标准差、峰度和能量五个指标得到其与改进S变换高斯窗调节因子的关系曲线,应用最优组合赋权法对该五项指标进行赋权,从而得到S变换的最优参数。仿真结果表明,通过文中提出的方法易于得到基频幅值差分平方向量曲线以及突变点曲线,从而更准确地定位暂降发生的起止时刻;相位跳变曲线能够更好地反映电压暂降的相位跳变情况;基频幅值曲线能够更准确地检测出电压暂降的暂降深度;时间幅值平方和均值曲线能更精确地反映电压暂降发生的起止位置。     

一种改进不完全S变换的电压暂降检测方法

为实现对电压暂降的准确快速检测,提出了一种改进不完全S变换(MIST)的电压暂降检测方法。该方法对从电网中采集到的电压信号进行快速傅里叶变换,获得信号的主要频率点;对各主频点进行改进的S变换,获得信号主频特征分量;利用这些特征分量信息实现对电压暂降扰动特征量的检测。首先描述了改进不完全S变换的原理及其参数选择的原则,然后详细叙述了电压暂降特征量的提取方法,最后对实际信号进行了仿真。仿真结果表明,该方法可有效地提取电压暂降的幅值、持续时间、相位跳变等特征信息,并且准确率高,运算量小,同时具有一定的抗干扰能力。     

基于延迟小角度法和自适应复合形态滤波器的电压暂降检测方法

针对当前现代电网建设电压暂降故障频发和传统电压暂降检测算法准确性和快速性不足的问题,提出一种电压暂降检测新方法.单相电压首先经过自适应复合形态滤波器进行最优尺度滤波处理,再延迟一个小角度构造相互垂直且正交的 αβ 两相电压,经过 αβ-dq变换得到电压暂降幅值、相位跳变和持续时间等特征量.在Matlab/Simulin...     

基于形态滤波和Hilbert变换的电压暂降检测研究

电压暂降已成为电能质量暂态问题中最为突出的一类.针对电压暂降检测中具有的准确性低、实时性较差的缺点,提出了一种基于Hilbert变化与形态滤波相结合的暂降检测方法.研究论述了Hilbert变化用于电压暂降检测的算法基本原理,介绍了数学形态学概念,并由此基础设计了形态学滤波器,同时阐述了滤波器参数的选取方法.仿真论证了该方法在单相接地故障引起的电压暂降中的检测效果,并与单相dq变换法进行了比较.从仿真结果可以看出该方法可以更高效精确地检测到暂降的幅值以及相位.     

一种适用于单相电压的改进电压暂降检测算法

针对目前电压暂降检测方法存在的的精确性低、实时性较差的缺点,提出了一种基于改进dq变换与顺序形态滤波器相结合的暂降检测新方法。研究论述了改进dq变换用于电压暂降检测的算法基本原理,介绍了顺序形态学概念,并由此基础设计了形态学滤波器,同时阐述了滤波器参数的选取方法。通过设置不同的信噪比与超前角度,仿真论证了新方法在理想条件和非理想条件下的暂降检测效果,并与传统方法进行了比较和分析。证明了新方法可以更高效精确地检测到暂降的特征值和起止时间。     

基于自适应陷波器的科氏流量计信号频率跟踪新方法

为提高对科氏流量计信号频率随机缓慢变化的持续跟踪能力,以对格型ANF、简化格型ANF和基于SMM的新式ANF三种典型自适应陷波器的性能比较分析为基础,提出了一种科氏流量计信号频率跟踪新方法。该方法对频率、幅值和相位均随机游动变化的科氏流量计信号,首先采用新式ANF快速检测信号频率并作短时频率跟踪,待其收敛后简化格型ANF开始并行工作,在简化格型ANF收敛后取代新式ANF持续跟踪信号频率的变化。仿真结果表明,本文方法比格型ANF方法收敛速度更快、频率跟踪精度更高,比单一采用新式ANF方法计算更为简便,是一种科氏流量计信号处理的有效方法。     

基于正弦函数模型的电压暂降检测算法

为解决电压暂降问题,动态补偿技术是其最终途径,而准确检测出电压暂降的主要特征量是电压暂降补偿的前提.并且检测装置需采取滤波处理措施以减少非基频信号的影响.将基于正弦函数模型的算法应用于电压暂降检测方法,采用图基低通数字滤波器进行数字滤波,且对其检测结果进行分析,并提出了一种基于正弦函数模型的改进方法.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于陷波器和相关法的科氏流量计信号处理方法

科氏流量计信号处理的关键在于频率和相位差的准确估计,频率估计主要存在长时间持续跟踪精度不高的问题,相位差估计主要存在精度不够和实时性较差的问题。首先,通过引入负反馈控制,可有效解决自适应陷波器长时间持续跟踪问题,提高频率估计精度。然后,利用频率估计结果,对自适应陷波器滤波后的增强信号进行整周期数据处理。接着,对整周期数据处理后的信号进行希尔伯特变换。最后,对希尔伯特变换前后的信号进行相关运算,利用正弦公式即可求得相位差,进而求得质量流量。仿真结果表明,本文所提方法具有较高的频率和相位差估计精度,可用于科氏流量计的实时信号处理。