基于FFT和优化匹配追踪的谐波/间谐波检测

谐波和间谐波干扰严重影响电力系统的正常运行,将快速傅里叶变换(FFT)和采用局部优化的匹配追踪算法相结合,并构造离散正弦字典,实现在含有噪声、基波频率偏移和频率相近的间谐波情况下的谐波和间谐波参数检测。采用循环迭代方法,按照能量大小,依次提取出谐波和间谐波扰动成分,每次迭代首先用FFT估计出当前频率参数,并搜索该频率下的相位,然后以该频率和相位作为初值,用Nelder-Mead算法获得优化后的频率和相位值,并通过MP算法提取出匹配信号表达式,进而获得幅值参数。仿真结果表明本文提出的算法计算复杂度低、物理意义清晰,具有较好的检测精度和抗噪性能。     

基于重排SPWVD的谐波检测

提出了一种基于重排平滑伪Wigner-Ville分布(SPWVD)的电力系统谐波检测方法。比较了信号的SPWVD和重排SPWVD,通过计算机仿真,表明重排SPWVD能增强时频聚集性,提高信号分量的定位精度,有效检测出谐波和间谐波信号的起止时间和频率信息。     

基于Fast-ICA和对称正交化的谐波检测

提出一种基于Fast-ICA和对称正交化的电能质量谐波检测方法。在简要介绍独立成分分析方法的基础上,把多次谐波信号看作多个独立成分的线性组合,采用基于负熵极大独立性准则的Fast-ICA算法实现一个独立成分的估计。再利用对称正交化方法实现多个独立成分的并行估计,分别分离出基波信号、各次谐波信号和噪声信号,以实现对谐波的检测。仿真结果表明,该方法可较准确地检测出各次谐波成分的频率和幅值且对噪声不敏感,与基于渐进正交化的Fast-ICA算法相比,该方法具有更高的检测精度和更快的收敛速度。     

基于TMS320F240的电力系统谐波检测的开发

论述了基于DSP技术的谐波检测方案及其实现;对基于定点DSP的FFT算法的实现及归一化问题的解决进行了分析与讨论;介绍了TMS320F240开发工具和应用软件的使用方法。     

基于Meyer小波和FFT的电网间谐波检测

针对快速傅里叶法对间谐波的检测存在频谱泄露和栅栏现象,提出了利用FFT和小波变换综合的间谐波检测法.该方法由FFT算法得到各频谱的频率,根据得到的频率确定多分辨率的分解层数和频段范围.最后运用无限可导、双正交性和无频谱混叠现象的Meyer小波对信号进行分解和重构,得到无频谱泄露和栅栏现象的各间谐波分量.该分析法得到的仿真结果和目前常用的db3小波仿真结果相比更具有效性,可以准确地提取基频分量和各次间谐波分量,并实时跟踪间谐波的变化,达到了检测间谐波的目的.     

基于PSCAD/EMTDC的谐波仿真分析

在电力系统中,仿真是分析复杂电路的有效手段。尤其在谐波研究领域,无论是抑制谐波或是预测谐波源,对线路的精确仿真分析都是必不可少的。首先介绍了谐波源和谐波分析的基本原理,用PSCAD/EMTDC软件建立对电网危害较大的典型换流装置以及实际线路的仿真模型。通过理论、仿真和实际三者的比较分析,验证了该软件及所建立的仿真模型能较好地模拟谐波源电路,在谐波分析、谐波预测及谐波治理等方面均有很好的应用价值。     

Harmonic power detection based on the pq theory and its applications

Harmonic interference problems generated by bulk semiconductor power converters become more serious in power systems with their wide use in industrial applications. Shunt passive filters consisting of LC tuned filters or shunt active filters using PWM inverters have been used to suppress harmonic currents in distribution systems. To install the passive or active filters, it is necessary to find exactly a dominant harmonic source in distribution feeders. A harmonic power on each phase and order at a receiving terminal has been investigated by using a digital power meter including an FFT analyzer. However, the conventional detection method has a problem in that it is difficult to discuss exactly harmonic power flow because the detected harmonic power is much smaller compared with a fundamental active power at the receiving terminal. In this paper, the harmonic power in three phases, which can be detected on real time, is defined by applying the pq theory. Next, it is verified by a digital simulation that the proposed method can discuss harmonic flows more easily than the conventional method. As a result, it is more simple and precise to find the harmonic source. Moreover, measurement errors of the harmonic power are revealed quantitatively, and the validity of the proposed method is demonstrated by digital simulation.     

基于多重二阶广义积分的电网谐波分量检测

当电网出现三相电压不平衡或含有低次谐波等状况时,为保证功率变流器输出与电网同步,采用了一种频率自适应同步检测方法。该方法是基于多重二阶广义积分器基础上的解耦网络,通过锁频环来进行频率调节,同时利用交叉对消网络来进行对各阶谐波分量的解耦,并通过等效滤波器来实现基波和各次谐波分量的分离。该方法可以检测出功率信号在基波频率下的正负序分量,且适用于低次谐波连续分量的检测。理论分析和Matlab仿真表明,采用的频率自适应同步检测方法可以在电网故障条件下有效地获得谐波正负序分量的相位和幅值,并且具有良好的静态和动态性能。     

Harmonic analysis of AC/DC systems based on phase-domain multi-port network approach

This paper describes a phase-domain frequency domain technique to the harmonic analysis of a three-phase AC/DC system. The methodology is based on the harmonic multi-port network concept, expressed in terms of an ABCD parameter matrix which links voltage and current harmonics of different orders on both sides of the converter. Since the commutation angles are unknown, the harmonic interactions are computed by a sequential solution of the AC/DC system state variables, related by the ABCD matrix, and the updating of the commutation periods. A set of analytical equations has been derived to compute commutation times taking place in the converter. Test results are presented which demonstrate the effectiveness of the proposed methodology to assess harmonic interactions on both balanced and unbalanced operating conditions. The results are validated to those obtained by a time domain simulation.     

基于ip-iq谐波检测法的改进型方法

在减少运算时间和增强检测准确度的前提下,改进了ip-iq谐波电流检测法,并联合有很好滤波性能的基于滑窗迭代法的低通滤波器,使检测更准确。最后在mattab里利用Simulink进行了仿真,仿真结果表明改进的谐波电流检测方法在谐波检测的快速性和准确性上有显著的提高。     

基于新型换流变压器的多基频交直流互联系统的谐波特性研究

采用理想化的研究方法,通过理论分析和MATLAB仿真对滤波换相换流器的电流变换关系以及基于新型换流变压器的多基频交直流互联系统的谐波特性进行了系统的研究.理论分析和数字仿真结果均说明了基于新型换流变压器的换相换流器—滤波换相换流器在谐波特性方面的优越性.     

基于FPGA的电力谐波分析方法

电力系统非线性负荷产生的谐波严重地污染了电网的环境,因此分析电网性能,检测控制谐波污染具有重要意义.以周期图功率谱估计为基础,采用按时间抽选的基2DIT-FFT方法,在Altera公司的DE2开发板上,通过构建NiosⅡ软核处理器实现了给定电网系统的谐波及其性能分析.实验结果与Matlab仿真结果相同,证明了该法的正确性,且利用实序列的共轭对称性减少了计算量,满足实时处理的要求.     

基于沃尔什变换的多电平谐波消除技术

多电平谐波消除需要求解非线性方程组,采用牛顿迭代法存在初值难以选择的问题。通过对时域信号进行沃尔什变换,再将沃尔什域转换到傅立叶域,就可以得到开关角与谐波幅值的线性方程组,该线性方程组具有很好的实用价值。仿真和实验结果证实了该方法的分析的正确性。     

基于混合谱线插值算法的谐波分析方法

快速傅里叶变换（FFT）是电力系统谐波分析的常用方法,但FFT在非同步采样和非整数周期截断的情况下存在较大误差,无法获得较精确的谐波参数。采用基于5项Rife～Vincent（I）窗插值FFT的谐波分析算法,现有双峰谱线插值修正算法可以有效改善谐波数据准确度,但算法的精度很大程度上取决于信号频率校正系数的计算精度。而采用混合谱线插值修正算法,可得到精确的频率校正系数。仿真结果验证了该方法的可行性与有效性,并可提高谐波的检测精度。     

基于可控电抗器的自动多调谐滤波器仿真研究

利用单条LC串联支路抑制多次谐波是构成一种新的调谐滤波器的设想,是通过调节可控电抗器补偿绕组中的谐波磁通电流,连续调节电抗器在不同谐波频率下的电感量,达到消除失谐和抑制多次谐波的目的.在Ansoft中建立了可控电抗器有限元仿真模型,分析了电抗器的工作特性;并且应用Matlab Simulink建立了自动调谐滤波器滤波实验的仿真模型,验证了滤波器的补偿调谐性能和多调谐滤波作用.同时分析也表明,滤除低次谐波比滤除高次谐波需增加更大的谐波控制电流.因此在设计这种单支路多调谐滤波器的可控电抗器主电抗时,应以滤除最低频率的电感量为主电感设计值,实际能考虑的支路数也不宜太多.     

基于虚拟仪器和DFT滤波器的瞬时谐波检测

提出了一种基于DFT(DiscreteFourierTransform)系数实现FIR滤波器的瞬时谐波电流的检测方法。该滤波器在基频处无衰减,相位无延时,能将2次以上的谐波全部滤掉。得出了该滤波器的递推关系,大大节约了计算量。基于该滤波器设计的数字谐波检测方法可用于任何一种电力系统的谐波补偿装置中。理论推导和基于虚拟仪器的实验表明,该数字谐波检测系统既保留了数字滤波器的准确性,又克服了其跟随性能差的缺陷。     

基于提升小波包变换的谐波电能计量

为了克服加窗插值傅里叶算法无法准确计量非稳态谐波的缺陷,实现同时对电力系统稳态、非稳态信号的谐波电能进行准确计量,提出了基于提升小波包变换的谐波电能计量方案,详细阐述了其原理,提升分解、重构步骤。给出了整数次谐波、非整数次谐波功率计算公式,并通过仿真实验证明了该方法的准确性、可行性。对该算法进行优化,并进行DSP算法仿真实验,并估算该算法运行时占用空间大小及耗费时间,结果表明该算法能有效节省内存空间及运行时间。     

基于APF的特定次谐波补偿方案研究

以d-q坐标变换原理为理论基础,将坐标旋转角速度和旋转方向做适当修改,能分别检测出不平衡系统任意次谐波电流的正序和负序分量,以此提出了一种针对特定次谐波电流的检测方法。最后将检测到的正、负、零序分量相加,得到需检测的任意次谐波电流。经分析和实验,证明了该方法的正确性。