基于谐波分析的改进型电能计量模型

电力系统谐波对电网的安全运行具有重要的影响。本文在分析电网谐波对电能计量准确性的影响的基础上,提出了一种改进的Hanning窗加双峰插值的快速傅立叶变换电能计量模型。试验表明,提出的计量模型具有较高的精度,在电力系统谐波测量和电能计量中具有较好的应用潜力。     

Hanning窗在电力系统谐波分析中的应用

采用FFT算法对电网信号进行谐波分析时很难做到同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏和栅栏效应将影响到谐波分析的结果。本文应用矩形窗和Hanning窗的加窗插值FFT算法分析非同步采样的电力系统谐波,经过MATLAB仿真证明：采用基于Hanning窗的加窗插值FFT算法能够大幅度降低由非同步采样造成的误差,最后给出了实现该算法的C语言程序。     

基于非迭代多点插值DFT的谐波电能计量算法

在电网信号普遍存在谐波的情况下,为了满足相关标准规定的电能计量准确度和稳定性的要求,需要更精确地估计电网信号谐波参数。在广义加窗离散傅里叶变换和频谱插值校正方法基础上,采用快速傅里叶变换(FFT)和最大衰减旁瓣窗方法,对准确估计谐波参数进行了研究。在充分考虑并消除了与共轭分量相关的参数对估计结果影响的同时,使用了插值离散傅里叶变换(IpDFT)算法。根据谐波标准IEEE STD 1459功率定义,进行谐波电能准确计量的仿真计算。仿真结果表明,该算法可以成功地用于短时间情况下的快速、准确谐波电能计量,避免了常用的多点线性插值方法带来的累积误差,可应用于高精度动态负荷谐波电能计量,较以往其他计量算法具有更广的适用性。     

0.2S三相多功能电能表的研究

介绍了带有谐波电能计量的三相多功能电度表的工作原理,它采用了先进的BF531ADSP处理器和AD73360采样芯片,应用了复杂的准同步采样算法、滤波器算法和加窗插值FFT算法,完成了0.2S级精度的三相电能测量和谐波分析。实际测试结果表明,该表具有精度高、功能齐全、性能可靠等特点。     

电力网络监控仪中数据采集模块的设计

讨论了一种电力网络监控仪的数据采集模块的设计方法。结合锁相环同步技术改进数据采集模块,加入锁相环频率跟踪电路,实现同步等间隔采样,减小了非同步采样引入的误差;针对快速傅里叶变换(FFT)算法的栅栏效应和频谱侧漏提出了加窗插值FFT算法,并把算法移植到ARM内核的微控制器LPC2138中,精确实现了电网各次谐波幅值频率和总谐波畸变率的计算。     

频谱分析中窗函数的研究

快速傅立叶变换是信号处理的常用方法,要进行快速傅立叶变换,则需要进行数据截断,即加窗函数处理,在窗内的采样值为函数值,窗外的值为零.窗函数本身的研究及应用是信号处理中的一个基本问题.本文详细讨论了对信号进行截断时,加不同的窗函数对频谱分析所产生的影响及改进的方法,给出了相应的matlab仿真结果.     

基于DSP的高精度电量测量系统的设计

设计并实现了一种基于DSP芯片的高精度的电量测量系统,主要包括模数(A/D)转换电路和DSP处理器部分.本系统利用加Blackman-harris窗插值修正快速傅立叶变换(FFT)对异步顺序采样来的信号进行处理分析,弥补了直接利用FFT存在的误差,提高了计算精度.并且利用三次样条插值函数大大提高了加Blackman-harris窗插值FFT算法的计算速度,较好地解决了计算精度高与计算速度慢的矛盾.该系统通用性好,可靠性高,实时性强,可以实现快速、高精度的测量.     

一种基于多卷积窗FFT算法的土壤电阻率测量装置研究

采用快速傅里叶变换(FFT)进行土壤电阻率测量分析时很难做到同步采样,存在频谱泄漏现象,影响测量分析的结果。本文提出了土壤电阻率测量装置的FFT加窗算法。研究了基于卷积窗的组合余弦的加窗算法,文中给出了利用所提出的算法进行土壤电阻率测量装置分析的算例,计算结果表明,基于卷积窗的组合余弦加窗算法具有更高的测量分析精度。     

能源互联网下电能计量系统改进技术研究

为了提高电能计量能力，在能源互联网下对电能计量技术系统进行改进研究。采用接线式精密交直流(AC/DC)电流传感器将AC转化为DC。采用高精密DC电流分流器，以提高分流器检测和校准的准确率。研究了基于快速傅里叶变换(FFT)和数字信号处理(DSP)改进算法的谐波电能计量，并对FFT算法进行改进。在原有的算法基础上加上了窗函数。在进行FFT之前，对时序信号实行特定的不等加权，让断开的街区端整齐。通过采用Nuttall窗函数，能够消除旁瓣泄漏，以便减小频谱误差，使旁瓣的衰减速度达到最快。这提高了谐波电能计量能力，实现了精密准确的谐波电能计算。试验结果表明，对基波有功电能测量的相对误差均小于0.001,对谐波有功电能测量的相对误差最小为0.04、最大为0.42。     

电力系统间谐波和谐波分析的海宁窗插值算法

间谐波和谐波对电网的危害日益严重,所以准确计算出间谐波和谐波的幅值、频率和相位等参数,对于改善电能质量具有重要意义.在分析间谐波和谐波特性的基础上,提出了海宁窗插值的间谐波和谐波算法.该方法对时域信号加海宁窗进行离散傅里叶变换,初步求取各次谐波和间谐波的各个参数,然后对各参数采用插值算法进行修正.经过仿真验证,该方法可以减小频谱泄漏和同步偏差的影响,并为谐波和间谐波信号分析提供了有效、准确的分析结果.     

基于Matlab和Labview的电力系统谐波检测

快速傅里叶变换（FFT）在电力系统谐波检测中被广泛应用。由于电网频率的波动,很难做到严格意义上的同步采样,导致频谱泄漏与栅栏效应现象发生,造成较大的测量误差。本文从传统的FFT检测方法出发,深入研究了加汉宁窗并进行插值运算的高精度算法。仿真时利用Labview所提供的Matlab节点将两款软件进行高效有机结合,以精确检测出各次谐波频率、幅值和相位,为进一步构建基于虚拟仪器的谐波检测系统打下基础。     

基于Matlab和Labview的电力系统谐波检测

快速傅里叶变换（FFT）在电力系统谐波检测中被广泛应用。由于电网频率的波动,很难做到严格意义上的同步采样,因而导致发生频谱泄漏与栅栏效应现象,造成较大的测量误差。本文从传统的FFT检测方法出发,深入研究了加汉宁窗并进行了插值运算的高精度算法。算例仿真时利用Labview中提供的Matlab节点,将两款软件进行有机结合,充分发挥各自的优点。精确检测出各次谐波频率、幅值和相位,并为进一步构建基于虚拟仪器的谐波检测系统打下基础。     

FMCW微波液位测量的快速频率估计算法

在FMCW(调频连续波)微波液位测量系统中,回波差拍正弦信号的频率检测是实现距离测量的关键.本文比较了基于离散傅里叶变换的正弦信号频率估计方法:矩形窗比值公式法和能量重心校正法,并分析了这两种算法在频率估计中各自存在的问题,通过分析噪声对频率测量的影响并结合两者的优势,提出一种基于FFT的快速频率估计算法,实验结果表明该方法的测量精度高,计算量小,具有实现简单、快速实时等特点.     

利用LabVIEW实现拉索振动信号的精确频谱分析

斜拉索的索力检测是检验斜拉桥的重要环节。一般采用频率法，其中索力与拉索振动信号基频测试的准确性有直接关系。计算频谱常用FFT算法，但由于其栅栏效应误差较大，想要提高分辨率只能增加时长。为了提高测试效率，求得精确索力值，在LabVIEW环境下，首先利用FFT算法得到各阶频率估计值，然后利用DTFT算法对局部范围峰值进行搜索，进而得到各阶频率精确值。系统在军都山渡槽桥试验中得到了很好的验证。试验结果表明系统在不增加测试时长情况下能有效提高斜拉索固有频率估计的精度，从而能得到精确索力值。     

一种用于高精度电能表的谐波算法研究

高电压、大容量的冲击性设备的广泛应用,导致电力系统中呈现大量谐波,对电能计量提出了新的要求,采用快速傅立叶变换(FFT)进行谐波分析存在较大的泄漏误差,本文对FFT的泄漏误差进行了分析并对FFT的结果进行修正,提高了计算精度,修正后的算法适用于电力系统谐波分析与电能计量。     

基于PN序列的OFDM系统信道估计方法研究

文章介绍了OFDM系统中基于PN序列的信道估计技术,并对基于PN序列的时域迭代相关检测算法进行了改进,即在现有方法的基础上,把得到的信道冲激响应按固定的OFDM长度分块,并对每块符号进行补零、FFT,然后在时频二维平面进行三次样条插值得到每块符号中全部点的频率响应,与改进前及典型块状导频估计算法相比较,提高了估计精度。     

干涉式微波辐射计成像算法以及天线阵采样方案分析

对旋转扫描干涉式微波辐射计成像算法进行研究,提出了基于伪极网格傅立叶变换的成像算法,利用一维插值以及一维FFT即可实现图像重建,既提高了成像精度,又保证了成像速度。以3种8单元天线排列方案阵为例,利用本文方法和基于线性插值的笛卡儿网格方法分别进行成像模拟,模拟结果验证了本文方法的优越性,同时表明天线阵排列方案对成像结果影响很大,天线阵基线均匀性越好,数量越多,成像质量就越好。直线阵无法实现基线数量与均匀性的统一,而平面阵可以在较好均匀性情况下实现最多的基线数,是天线阵排列的首选方案。     

基于三角多项式插值的频率和相位联合估计算法

目前,低信噪比下的通信业务在不断发展,为了使其载波同步系统在低信噪比下能获得运算复杂度和同步精度的双重最佳性能,本文提出了一种新的频率和相位联合估计算法,该算法在FFT运算的基础上,进一步对谱线进行三角多项式插值运算,并通过求解最大值,获得精确的频率和相位估计;通过设计算法的实现方案,减小了运算量。仿真表明,该算法估计误差逼近CRB界,且具有很低的信噪比门限;与Rife、Quinn相比,算法的复杂度与其基本相当,但估计精度显著提高;与三线幅度法相比,算法的运算量仅约为其一半,且性能更好;与迭代类载波估计算法相比,虽然精度基本相当,但运算量和处理延迟要显著减小。     

卫星移动通信信号处理同步技术研究

卫星移动通信信号处理同步技术很大程度上决定了通信的质量。针对卫星移动通信系统中突发信号符号长度短、独特码少的特点,对传统的基于最大似然准则线性相位内插相位估计算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法进行了研究,进行了线性相位内插算法和二次插值快速傅立叶变换频偏估计算法机理分析;根据噪声平均化原则,提出了一种低导频段数据情况下改进的线性相位内插算法;利用数据段信息和导频段信息整体做频偏估计的方法,提高了导频段个数较少情况下的频偏估计精度;仿真与试验结果表明：改进的线性相位内插算法比传统算法相位同步性能更高,利用整帧数据做频偏估计精度更高,并满足卫星移动通信终端信号处理的要求。     

基于DSP和CPLD的有源滤波器数据采集系统设计

针对电气化铁路谐波的要求及其特点,提出了一种基于TMS320F2812双DSP、CPLD以及ADS8556的数据采集系统。整个系统以霍尔传感器和A/D转换器组成前向采集电路,并由CPLD控制A/D转换,其中一个DSP作为主控制器,负责对电网电压/电流及负载侧电流采样、FFT运算以及通过CAN总线接口得到的补偿指令信号传送给单片机产生SPWM信号进行逆变驱动,并将处理得到的数据存储在双口RAM中。另一个DSP作为从控制器从双口RAM中得到数据,实现相应的继电器自动投/切开关及人机交互等功能。本设计被成功应用于电气化铁路智能有源滤波器中,实验表明大大增加了DSP数据采集能力与处理速度,采样精度得到很大的提高,达到了改善谐波补偿效果的目标。