基于DSP的同步交流采样技术

简要介绍了电网信号交流采样的分类,重点分析了采用软件实现同步交流采样的工作原理和误差来源,并结合DSP技术给出一种基于TMS320F24X芯片的软件同步采样处理系统的实现方案,给出了软件设计流程。同时讨论了减少误差及在电网有畸变情况下保持同步的方法。在测量电网信号的有效值、功率、高次谐波以及故障录波等方面使用该技术,可保证检测精度时同时减少硬件的复杂度。     

基于异步采样的在线电能质量监测仪

传统的电能质量监测设备一般使用锁相环来实现同步采样,但是在频率阶跃、频率斜升和噪声比较大的情况下,锁相环会发生失锁现象,而异步采样又难以获取谐波信号.为了解决这一难题,提出了一种准同步采样算法,并设计了基于异步采样的在线电能质量监测系统.实际运行表明该设备对非平稳随机电网信号参数的准确监测,能避免同步采样中由于锁相环失...     

一种新型的电网相量同步测量装置

研制了一种新型电网相量同步测量装置,结合GPS和单片机实现了异地被测信号的同步采样,很好地解决了采样频率自动快速跟踪并锁定电力系统基频变化和异地电网相量的同步测量问题,并通过理论分析表明,此装置在频率快速变化的情况下仍有较高的测量精度。     

一种新型的电网相量同步测量装置

研制了一种新型电网相量同步测量装置,结合GPS和单片机实现了异地被测信号的同步采样,很好地解决了采样频率自动快速跟踪并锁定电力系统基频变化和异地电网相量的同步测量问题,并通过理论分析表明,此装置在频率快速变化的情况下仍有较高的测量精度.     

基于时域多周期同步和频域代数运算的谐波检测法

提出了一种电网谐波数字测量新方法,时域多周期同步采样的频域代数运算法,给出该方法实现的具体硬件配置。该方法主要包括时域多周期硬件同步采样和频域叠加运算2个关键环节。多周期同步采样用100 MHz高频脉冲对电网频率进行实时测量跟踪,保证10个周波采样同步偏差小于0.03%;进而对采样信号的矩形窗频谱进行简单的代数运算,可达到加Hanning窗的精度。仿真实验表明,新方法可在每10个周波实现电网谐波的高精度测量,精度满足国标A级标准。     

应用复幅度实时检测电网频率的新算法

首先简要分析了频谱泄漏的成因和其对频率分析中DFT算法的影响。在理想同步采样的条件下,提出了一种基于简谐信号复幅度的频率偏差求取算法。再依据实际采样和电网信号的特点,修正了该算法,并得出了电网频率实时检测的迭代公式。仿真结果表明,该算法在非同步采样条件下能精确、快速地跟踪频率变化,且运算量小、收敛性好、抗谐波干扰能力强,在以交流电信号实时检测为基础的系统中有较强的应用价值。     

应用复幅度实时检测电网频率的新算法

首先简要分析了频谱泄漏的成因和其对频率分析中DFT算法的影响.在理想同步采样的条件下,提出了一种基于简谐信号复幅度的频率偏差求取算法.再依据实际采样和电网信号的特点,修正了该算法,并得出了电网频率实时检测的迭代公式.仿真结果表明,该算法在非同步采样条件下能精确、快速地跟踪频率变化,且运算量小、收敛性好、抗谐波干扰能力强,在以交流电信号实时检测为基础的系统中有较强的应用价值.     

电网信号测量中非同步采样误差的分析与处理

在电网信号实时测量分析中 ,信号频率往往是在变化的 ,很难实现严格的同步采样 ,从而带来了非同步采样误差 ,文章从时域和频域两个角度分析了非同步误差产生的原因 ,建立了误差模型 ,并且从软、硬两个方面综合分析了各种预防、补偿措施的优缺点 ,可以从实时性、精度等不同的角度实现非同步测量误差的最小化 ,提高了信号处理的精确度和测量参数的可信度     

110kV高港变数字化改造

就目前数字化变电站改造实现形式的灵活和多变,介绍了在江苏电网中进行数字化改造的实现方案,并针对改造中遇到的采样信号传输、合并单元配置和采样值同步、数字化电压信号的并列与切换实现问题进行了详细阐述,给出了应用于变电站改造的解决方案.     

应用于频率宽范围波动电网的自适应采样相位差校正法

指出了定速率采样下,非同步采样造成的频谱泄漏是相位差校正法测量误差的主要来源,尤其在对频率宽范围波动的电网信号进行连续测量时,采用相位差校正法可能造成测量失败。文中提出了一种基于自适应采样的改进方法。根据前次测得的基波频率与前次计算所得的频率变化率来预测电网的实时基波频率,并实时修正采样频率,使之跟踪变化的基波频率。分别在自适应采样与定速率采样下使用相位差校正法对频率动态变化的电网信号进行仿真对比。结果表明,该方法较定速率采样方法对同一变频电网信号的幅值测量精度提高一个数量级,相位测量精度提高3~14倍,采样窗长为IEC标准规定窗长的40%。该方法减小了因基波频率动态变化而产生的频谱泄漏,使相位差校正法在频率宽范围波动的电网中能够满足谐波连续测量的精度与实时性需要。     

电网相量实时同步测量的一种新方法

电网相量的异地实时同步测量，对于电力系统状态估计、稳定控制、故障识别及继电保护等都具有重要意义。文中提出一种基于全球定位系统(GPS)与锁相技术的电网相量实时异地同步测量方法，采用硬件逻辑电路产生既能自适应跟踪电网频率变化、又能实现异地同步的等间隔采样脉冲序列，并由它启动A／D转换器自动完成对输入模拟信号的同步采样，很好地解决了电网相量的异地同步测量问题并保证有较高的测量精度。     

交流采样同步方法的分析与改进

在周期电气信号的微机测量中普遍采用等间隔同步交流采样。采样时间间隔不均匀或采样周期与信号周期不同步，均会导致测量误差。该文对目前常用的硬件同步采样、软件同步采样和异步采样三种交流采样方式的同步方法进行分析，针对其同步误差的产生原因，提出了相应的消除或减小同步误差的改进方法。这些方法实现简单，应用范围广，给计算机增加的工作量小，能显著提高测量精度。对谐波测量的仿真结果和科研实践证实了这些方法的可行性和有效性。它们对交流电参量微机测量装置的软、硬件设计，具有指导和参考价值。     

准同步技术在谐波测量中的应用

准同步技术是在同步采样技术基础上发展起来的技术，其采样周期不要求与信号周期严格同步。文中采用先对周期信号作准同步采样，然后再结合DFT算法对周期电信号进行谐波分析与测量的方法，仿真结果表明，该方法具有较高的准确度。     

瞬时介质损耗因数的定义与数字化算法

针对现有电气设备介质损耗因数数字化算法多须信号频率在若干采样周期内不变且须严格同步采样的状况,基于瞬时频率理论提出了一种瞬时介质损耗因数的定义与数字化算法,并给出了算法的理论基础。通过求解超定方程组,利用该算法可回归得到等效电路参数,从而算得瞬时介质损耗因数曲线。仿真与实验结果表明,在电网频率短时瞬变的非平稳信号下,该算法可准确跟踪电网频率并回归出电路参数,且不受传统算法必须满足的前提条件约束,亦无需考虑同步采样和电网谐波的影响。该算法对监测数据的处理也更为灵活,便于应用数理统计方法实施进一步的诊断分析。     

基于EMD的次同步扭振模态参数的普罗尼分析

次同步扭振是发电机主轴因为受到电网小干扰的影响而产生的扭转振动,是影响电网稳定性的主要问题之一.基于EMD优化小扰动模态参数的普罗尼辨识法,把EMD的时空滤波特征与小扰动测试信号的频率特征相结合提取小干扰分量,通过普罗尼算法辨识其模态参数,利用重采样处理提高参数辨识精度,并做仿真试验进行验证.由EMD的时空滤波特征和扭振信号的频谱特征,合成一个次同步扭振分量可对噪声及其他频率的干扰信号有所抑制.对次同步扭振而言,重采样的采样频率在150～500 Hz、数据窗在8s左右时辨识精度最高.经重采样处理和EMD提取次同步扭振分量,再进行次同步扭振模态参数辨识的方法精准度较高.     

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。     

电能质量监测装置校验信号实现新方法

提出基于相似度原理异构等效的电能质量监测装置校验信号实现的新方法,通过将监测装置采样信号序列与标准源输出信号序列进行时序平移相似度计算,分析校验信号同步方法和构成;研究异构校验信号输出实现,给出监测装置整点采样和随机采样时异构校验信号输出实现方法。开发了电能质量监测装置校验信号实现软件系统,对监测装置精度进行校准验证,校验结果表明运用此方法能彻底解决标准源输出信号序列与监测装置采样序列无法同步、相邻校准信号之间存在相互干扰等问题,有效的提高了对装置精度检验的准确度和可靠性,对提高电网和用户电能质量监测水平,以及电能质量监测装置技术提升和产业发展起到了积极的促进作用。     

矿井周期性电气信号交流同步采样的实现

在分析同步采样必要性的基础上,确定了同步采样的方式,实现了对矿井周期性电网各个电量的实时同步采样。实验表明：该方法不但可靠,而且准确。     

一种便携式低压电网数据采样与分析系统的研制

本文介绍了一种便携式低压电网数据采样与分析系统。该系统由信号变换电路、数据采样卡和工控机组成，能实现电网三相电压、电流数据的精确采样，并且可以分析电网的谐波、三相不平衡度和功率因数。     

基于Prony算法-准同步序列的超低频介损测量方法

超低频介质损耗因数测量方法，由于测量信号频率低导致采样时间长，采集数据量大，且在非同步采样时，快速傅里叶变换存在频谱泄露和栅栏效应，影响对介质损耗因数的精确测量。为降低测量信号采样时间和采集数据量，以及非同步采样时频谱泄露和栅栏效应，提出一种基于Prony算法 准同步序列的超低频介损测量方法，利用Prony算法并结合据辨识方法，对采样电压信号的基波频率进行预估，通过Newton插值算法，实现对电压和电流信号的准同步插值重构，获得采样信号的准同步序列，由FFT及介损等效电路模型，对准同步序列进行求解，实现对超低频介质损耗因数的求取。在频率波动、谐波含量变化、介损角变化和不同信噪比的噪声下测量介质损耗因数。仿真结果表明，该方法在软件上实现了准同步采样，有效降低了栅栏效应和频谱泄露对介质损耗因数测量的影响，并且采样时间短，采集数据量少，测量精度高，适用于对超低频介质损耗因数的精确测量。