数字自适应滤波器的性能退化规律

基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应滤波器(AF)在电网电量测量、电机位置、速度检测与估计等场合具有广泛应用.采用双线性变换方法进行离散化的数字AF在数字化实现过程中引入了滞后一拍,会造成数字系统的性能退化,特别是在信号-采样频率比比较大的应用场合,性能退化的影响难以忽略.本文对双线性变换离散的数字AF的性能退化规律...     

基于改进自适应滤波器的电网同步技术

电网同步是风力发电系统实现故障穿越的必备功能,为了实现快速准确的电网同步,提出了一种基于改进自适应滤波器的电网同步方法。通过数学方程表达式揭示了改进自适应滤波器的原理,利用对称分量法计算电网电压的正序分量和负序分量,对频率自适应环节进行了分析和设计。基于Matlab/Simulink仿真,对传统二阶广义积分器方法和该方法进行了对比研究,结果表明:和传统方法相比,该文提出方法的正负分量序误差幅度0.1%,频率误差0.08 Hz,验证了该方法的有效性。所提方法可以解决实际应用中电网电压不平衡、谐波和直流偏置情况下电网同步误差的问题,     

电网电压畸变下的频率自适应锁相技术

针对解耦双同步参考坐标系锁相环DDSRF-PLL(decoupled double synchronous reference frame phaselocked loop)在电网电压畸变时锁相存在较大偏差问题,提出一种频率自适应锁相技术。首先设计了一种用于滤除电网多次谐波和直流电压的新型基于二阶广义积分器的正交信号发生器NSOGI-QSG(novel second order generalized integrator-quadrature signal generator),在此基础上提出一种将NSOGI-QSG与DDSRF-PLL结合的频率自适应锁相环,利用NSOGI-QSG形成频率自适应滤波器和直流控制器,有效实现频率自适应和畸变电压滤波,为解耦双同步参考坐标系锁相环提供稳定的正交信号,从而提高锁相环抑制电网电压畸变的能力。理论分析和仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于改进型自适应滤波器的正负序分解方法

针对分布式发电系统微电网并网的控制需求,文中介绍了一种三相电网电压信号正负序分量的提取方法,作为电网信号处理和同步的工具。基于多结构ANF的方法能够估计出电网信号的频率、振幅、基波及其正交分量等有用信息,利用基波及其正交分量信息能检测出电网中的正负序分量,但当电网信号的幅度或频率变化时,传统多结构ANF方法性能将降低。文中通过优化ANF的动态方程,提出一种改进的ANF结构,使其具有频率和幅值自适应性,并将改进后的多结构ANF用于电网信号正负序分量的提取。MATLAB仿真结果表明,该方案对电网信号中存在的电力系统干扰具有很高的抗干扰度,当三相电网信号不平衡时,其频率和幅度估计性能优于传统的多结构ANF正负序提取方法。     

应用自适应陷波滤波器进行电力系统谐波检测的改进算法

非线性电力电子设备的广泛应用给电网带来了严重的谐波污染,如何抑制谐波危害已成为电力电子领域急待解决的问题。实时准确的检测谐波是抑制和补偿谐波的关键。首先分析了电网电压含有直流分量与电网电压幅值变化对基于自适应陷波滤波器的谐波提取方法的影响,并对原方法进行了改进;再将改进后的方法应用到谐波提取中,在电网电压同时含有直流分量且幅值改变时,实现了对直流分量、基波频率、各次谐波瞬时值与幅值的准确提取。在Matlab/Simulink环境下的仿真结果验证了所提出方法具有较高的精度与响应速度。     

一种降低电网谐波影响的单相自适应锁频方案

随着分布式发电的发展,在单相光伏场景中性能可靠的电网同步技术是实现逆变器高效并网的重要前提。提出了一种有效的单相自适应锁频算法,该算法主要由1个级联的二阶广义积分正交信号发生器SOGIQSG(second-order generalized integrator-quadrature signal generator)和1个简单可靠的频率自适应控制器组成。理论分析表明,级联SOGI-QSG结构具有良好的滤波性能,可以改善谐波含量高的电压信号。在电网遭受频率波动时,所提出的频率自适应控制器可以快速跟踪电网频率的瞬时变化。仿真和实验验证了所提方案的可行性和有效性。     

全数字4FSK解调器的性能仿真与分析

本文采用了一种全数字的4FSK解调器,解调器的算法较为简单,避免了使用乘法器和分频器这样的昂贵器件。采用simulink对该解调器在白高斯噪声信道和瑞利信道中的误码性能进行仿真,进而分析了载波同步误差对4FSK解调器性能的影响,对存在频率偏移、频率抖动和相位抖动时,对解调器误比特率的影响做了全面的仿真和分析。仿真结果表明该解调器有很好的抗载波频率偏移和频率抖动性能。     

二阶广义积分器的三种改进结构及其锁相环应用对比分析

二阶广义积分器(SOGI)可以提取三相电网电压信号中的基波正序分量,通过锁相得到精确的电网相位信息。而SOGI本身存在对输入信号频率依赖性强的缺陷,为此提出三种改进型SOGI。对三种改进型SOGI进行详细的对比分析,并将其应用到锁相环(PLL)中。之后将三种改进型SOGI-PLL分别在电网电压不平衡、含有直流分量和含有高次谐波的情况下进行对比实验,可以证明改进Ⅲ型SOGI-PLL具有更好的电网适应性。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性,并给出了结论。     

不同结构型式直流滤波器回路抗震性能对比分析

不同结构型式的特高压直流滤波器耦联回路中滤波电容在地震作用下地震响应特征相差较大,其抗震性能需要进行深入研究.文中以某特高压悬吊式直流滤波电容器和支撑式直流滤波电容器为原型结构,建立了两类特高压直流滤波器耦联回路有限元模型,从位移、内力和加速度3个方面对比了三向地震作用下两类回路中滤波电容器抗震性能.结果表明:在顶层高...     

基于离散频率自适应梳状滤波器的时变谐波分析

针对直流分量与多个谐波及间谐波分量叠加的时变电力信号,采用一阶低通滤波器与多个归一化频率估计器并联形成偏置频率自适应梳状滤波器,以快速准确估计直流分量以及每个谐波与间谐波分量的频率和幅值。算法的带宽参数与频率自适应增益分别对幅值与频率的收敛速度及估计精度具有不同的影响。利用经典四阶龙格-库塔方法获得相应的离散算法,并给出实现算法的程序结构。采用两个DSP系统组成实验系统,验证了算法的有效性。     

一种基于自适应滤波理论的电力有源滤波器的数学模型及性能分析

提出一种基于自适应滤波理论的电力有源滤波器,建立了该电力有源滤波器的数学模型,对其性能进行了分析。仿真结果证明了此种电力有源滤波器的可行性和数学模型的正确性。     

基于离散复变量自适应滤波器的三相电网同步算法

电网同步算法是并网变换器控制算法的重要组成部分,其对于并网变流器控制性能的提高较为重要。文中针对电网同步算法,首先从离散Luenberger观测器设计的角度,设计了一种离散复变量滤波器,用于提取序分量,并针对谐波应用,建立了基于多重复变量滤波器结构的谐波序分量观测器。其次,分析了输入电压频率与所提序分量观测器频率参数不一致时频率误差的传递过程,进而设计了输入电压频率观测方程,从而使得所提序分量观测器能够自适应于电网频率的变化。建立了线性化的频率误差近似动态模型,以便于频率观测增益的选取。最后,采用仿真与实验来验证所提电网同步算法的正确性与有效性,结果表明该算法能够改善电网频率观测动态性能,缩短了频率观测时间,应用实施简单有效,计算量小。     

不同桩基冲刷计算方法的比较分析

以福建省某海上风电场环境条件为基准,选取国内常用的冲刷计算方法,并对环境和桩基参数进行规律性变化,研究不同方法的计算结果并做比较分析。结果显示,(65-1)修正式对流速和水深非常敏感,(65-2)式对底质粒径较小的环境非常敏感,两者在某些情况下稳定性欠佳。除底质粒径过小的情况外,(65-2)式与韩海骞公式、CSU方程、Sumer方法均保持了很好的一致性。一般情况下,所列方法均可以预报桩基冲刷深度,但需要根据实际情况选择合适的方法,保证计算的准确。     

并联型有源电力滤波器两种控制方法的性能分析

通过分析有源电力滤波器的补偿谐波的工作原理,提出了一种基于功率平衡双闭环的新型控制方法,将逆变器输出电流的参考值直接从负载电流中减去基波有功分量,消除了谐波检测的过程,控制更简单,但稳态误差大,动态稳定性差.在此基础上提出了基于瞬时无功理论负载谐波电流前馈的控制方法,采用三相锁相环对电网电压的相位进行跟踪锁定,使谐波电流检测、系统谐波及无功补偿更精确.通过Matlab仿真研究及对两种方法的性能进行对比,加负载谐波电流前馈能起到更好的补偿效果.     

自适应滤波器的FPGA实现

本文采用自上而下的设计思想,用FPGA实现了自适应滤波器.自适应滤波器选择FIR滤波器结构,采用了改进的LMS算法,从而使得在同样的硬件资源下滤波的速度可提高一倍;本论文用VHDL编写代码,用MaxplusII进行编译、综合和仿真,FPGA器件选用ALTERA公司的FLEX10K系列3万门的芯片,综合结果显示,所设计的自适应滤波器使用FLEX10K30的70%的资源;对综合后的网表进行了仿真,当时钟周期取40ns时,滤波器仍能够很好地消除噪声.     

离散周期对伺服系统用全数字硬件化锁相环的影响机理

基于FPGA/ASIC的全数字硬件化方案具有纯硬件性、高度并行性及全定制性等优点,是一种高速高性能的基于锁相环的磁编码器轴角转换单元设计方案。然而它却面临内部参数域确定及字长选取等问题,而上述问题与离散周期存在着紧密的联系。本文首先利用Delta算子对连续域的锁相环进行离散化,依据Delta域稳定性条件分析离散周期对锁相环的稳定性的影响机理,从而确定系数整数字长。然后通过建立误差源及误差传播路径L2范数模型,研究离散周期对改进结构锁相环的变量小数字长的影响规律,从而得到系统内部变量的小数字长设计的理论依据,最后的实验结果验证了分析的正确性。     

全数字硬件化锁相环参数分析与设计

基于FPGA/ASIC的全数字硬件化方案具有全定制性和并行性的优点,为了利用最小的硬件资源实现指定的系统性能,需要对系统性能指标和实现代价进行优化设计。全数字锁相环性能指标函数是优化设计的前提,然而其却无法在s域内被完备、准确地描述。本文在z域内建立包括峰值时间、调节时间及超调量的全数字硬件化锁相环性能指标函数,指出由于反馈滞后一拍特性使系统的性能产生退化,然后定量地描述全数字硬件化锁相环的性能指标退化规律。仿真和实验结果表明峰值时间的退化现象较弱,而调节时间和超调量的退化规律类似,等值线退化为开口向下的抛物线,使比例、积分系数的耦合加强。     

不同控制策略下并联混合型滤波器对系统谐振抑制特性的研究

并联混合型滤波器作为一种谐波抑制和无功补偿装置，结合了无源滤波器成本低、结构简单和有源滤波器控制灵活、可动态补偿等优点，成为近年来研究与应用的热点。并联混合型滤波器中，根据有源滤波器电流检测点的不同，其控制方法也不尽相同。本文分析了有源滤波器在不同电流检测点情况下系统的电路模型，在此基础上分析了不同控制方法下，有源滤波器对抑制电网和无源滤波器之间谐振的作用，并通过仿真进行了验证。     

CIC抽取滤波器的两种补偿方法的比较

本文主要介绍了CIC(cascad intergrator comb)抽取滤波器的两种补偿方法:升幅FIR滤波器补偿法;ISOP(Interpolated Second Order Polynomials)补偿法。本文以抽取因子为256的四级级联CIC抽取滤波器为例,详细介绍了两种补偿方法的原理和相应的模型参数求解方法,并对比了它们的补偿效果和硬件实现结构。实验表明ISOP的通带补偿效果比升幅FIR补偿更好,但是FIR补偿的阻带衰减特性更好些。