频率混叠对交流滤波器基波保护的影响及改进措施

针对宁东高压直流输电工程换流站模拟试验出现的电流采样的波动问题,研究了高压直流输电系统在整流和逆变过程中,存在23次和25次谐波与基波频率混叠现象,可能对保护性能产生影响.运用MATALB仿真软件分析了频率混叠的产生机理,然后提出了提高采样频率和加装硬件滤波回路的改进措施,以提高交流滤波器保护的可靠性.     

高次谐波对测控装置测量影响解决方案设计与实现

为解决高次谐波引起的频谱混叠,测控装置一般会在采样前端增加低通滤波器,本文针对测控装置采用低通滤波器引起的2~15次谐波衰减问题,以及传统的固定补偿方式在频率偏差情况下的局限性,设计了频率自相关补偿算法,根据实际计算频率进行幅值和相位的实时补偿,从而保证了电压电流功率有效值以及15次及以下谐波计算的精度。同时,针对高次谐波对频率计算的影响,设计了旋转向量频率测量方法,有效解决了谐波存在导致频率计算误差较大的问题。经过测试以及现场实际应用,证明了改进方案的有效性。     

谐波对电网安全稳定控制装置影响的实时仿真

随着新型电力电子器件在电网的大规模应用,引发谐波谐振的风险越来越高,而以往设计稳控装置跳闸判据时均未充分考虑新的谐波工况。结合南方电网实际发生的高次谐波谐振事件,开展了谐波对稳控装置的影响研究。针对研究中发现的稳控装置无法有效滤除特定频率高次谐波的缺陷,对装置的采样算法进行理论分析,并分析了现有条件下谐波对线路无故障跳闸判据的影响。结合电网实际稳控装置,提出了应对稳控装置拒动风险的临时措施,以及最终的装置软硬件改进方法。最后,利用稳控系统RTDS试验平台对优化方法进行了仿真试验,试验结果表明了方法的有效性。该方法对其他稳控装置的设计和改进有着重要的参考意义。     

精密频谱分析系统的设计与实现

以非正弦周期信号为例，对常用频谱分析方法进行了仿真，分析了混叠失真，频谱泄漏及抗混叠滤波器对谐波幅度与相位的影响。指出了在分析精度一定的情况下，滤波器的阶数，截止频率及采样频率之间的相互制约，这三者中当某一项确定后，根据误差公式可以合理的设计另外两项，结合具体情况就可得到低通滤波器与采样频率的最佳组合，通过定量计算各种因素引入的误差，提出了一种精密的频谱分析方法：即用宽带低通进行抗混叠滤波，根据基波频率调整采样速率以及用过采样来减小混叠失真。     

基于单子带重构改进小波变换的电力系统谐波检测方法

Mallat快速离散小波变换注重总体抗混叠和信号重建,忽略分解分量中的频率混叠抑制,在电力系统谐波检测中产生严重的频率混叠现象.虽然单子带重构小波变换提高了频率分辨率,但是分析结果仍存在一定程度的频率混叠.单子带重构改进小波变换算法,对信号进行分解与重构时,利用快速傅里叶变换(FFT)和快速傅里叶逆变换(IFFT)对各子带信号进行处理.该方法可以克服传统小波变换算法存在频率混叠现象的固有缺陷,仿真计算结果证明了该方法的有效性,为电力系统谐波、间谐波和时变谐波分量的精确检测提供了一种有效手段.     

电压闪变测量中采样频率的研究

本文针对闪变测量系统中采样频率进行研究,分析了当电压信号中含有谐波时如何确定采样频率的问题,指出了当采样频率过低时频谱混叠可能造成的闪变测量误差.当混叠发生时,采样信号中将会出现虚假的频率成分,这些成分有可能叠加到基波之上,造成基波的幅值发生改变,使得波动分量的提取出现误差,给闪变的测量带来误差.本文详细分析了这一误差,并使用改变采样频率的方式避免了频谱混叠,最后通过仿真进行了验证.     

在交流功率测量中乘法器采样频率的最佳选择

本文在假设交流信号只含有奇次谐波的条件下,通过对离散信号交流乘法原理的数学分析,导出了采样频率和高次谐波之间的数学关系,讨论了采样频率对误差的影响,解决了采样频率的最佳选择问题。     

交流采样频率对功率测量的影响

提同了交流采样技术中采样频率的选择原则。导出了交流采样频率与所考虑高次谐波之关系。按我国公用电网谐波含量限制，研究了交流采样频率对各谐波功率测量的影响。最后分析了交流采样技术的适用范围。     

基于滤波插值抽取方法的变压器差动保护以太网数据接口

针对电子式瓦感器数字输出接口(合并单元)的数据输出率与成熟变压器差动保护算法的交流采样频率不一致的问题,分析了直接采用Lagrange线性插值方法从原始数据序列抽取所需数据的方法中存在的频率混叠现象,提出了滤波插值抽取的方法,对其进行了性能分析,给出了以太网数据接口实现的方案,包括以太网接口的硬件结构及简化的滤波插值抽样处理的软件实现方法.该数据接口在保留原有成熟保护算法的前提下提高了采样值的计算精度,为保护的动作性能提供了可靠保证.     

风电系统网侧LLCL型滤波器特性分析及仿真研究

风力发电系统通常采用L型和LCL型滤波器,这2种滤波器对变流器开关频率附近的高次谐波抑制能力相对有限。为此提出了LLCL型滤波器,即在LCL型滤波器电容支路中串联小电感达到开关频率处串联谐振,从而实现最大程度减小开关频率附近谐波对电网的影响。分析了L型、LCL型、LLCL型滤波器的结构及滤波特性,讨论了LLCL型滤波器参数的设计约束条件。仿真结果验证了LLCL型滤波器对开关频率附近的高次谐波抑制效果更显著,相对于LCL滤波器,在滤波器总电感相同的情况下,经过LLCL滤波器滤波后的电流纹波含量更少,开关频率附近的谐波含量更少,谐波畸变率更小。     

电力系统频率跟踪方法探讨

在对电力信号进行分析和处理时,必须要解决的两个问题是频谱混叠和频谱泄漏。对于频谱混叠,可以设置适当的抗混叠滤波器,并且适当选择一个周波的采样点数即可解决;对于频谱泄漏．只要保证窗口函数的宽度为基波周期的整数倍,就可以避免其产生。为了达到高精度采样,消除采样不同步和周期测量误差对测量精度的影响,最实用、最有效的解决办法是设计有效的频率跟踪电路,使采样频率实时跟踪信号的基波频率,固定采样点数,变化采样间隔,从而从根本上解决频谱泄漏效应。     

基于Matlab／Simulink电容与电抗混联无源滤波器设计

为了避免供电电源中存在的谐波影响电力设备型式试验结果,建立了基-T-Matlab／Simulink软件的滤波仿真模型,并利用其计算得出滤波装置各元器件的参数。在此基础上,利用三相电容器和多组单相电抗器设计出1台容抗混联的简易无源滤波器,滤除电源侧主要高次谐波电压。将该滤波器应用于1台永磁电机的试验,结果表明该装置能够有效滤除供电电源中的主要高次谐波。     

基于Matlab/Simulink的电容与电抗混联无源滤波器设计

为了避免供电电源中存在的谐波影响电力设备型式试验结果,建立了基于Matlab/Simulink软件的滤波仿真模型,并利用其计算得出滤波装置各元器件的参数.在此基础上,利用三相电容器和多组单相电抗器设计出1台容抗混联的简易无源滤波器,滤除电源侧主要高次谐波电压.将该滤波器应用于1台永磁电机的试验,结果表明该装置能够有效滤除供电电源中的主要高次谐波.     

高精度交流采样远动终端的研制

介绍了一种高精度交流采样终端的软、硬件设计,该采样终端在硬件上采用高性能单片机,实现交流采样。在软件上考虑基波频率偏移、谐波对测量精度的影响,进行自适应修正,同时采用动态零漂补偿技术,使电压、电流、功率和功率因数测量精度达到0．5级。抗干扰措施的采用使装置在运行中更加可靠。     

基于小波变换的电力系统谐波检测抗混叠问题研究

正确提取电网谐波是进行电能质量分析的前提,利用小波分析能将电压或电流等信号分解为基波信号和高次谐波信号.分析了离散小波混叠的物理本质,提出一种新的混叠抑制方法,克服了现有抗混叠方法计算量大的缺点,并通过MATLAB进行仿真,表明该方法可以有效消除谐波检测中的小波混叠现象,将信号中不同频率的谐波有效地提取出来,有利于进行电力系统谐波信号精确分析.     

LCL并网逆变器即时采样的混叠现象与抑制

采用即时采样技术可有效地减小采样延迟,提高LCL并网逆变器有源阻尼控制的鲁棒性。然而,该采样方法受到频率混叠的影响,导致信号采样不准确,限制了其实用性。为分析并解决频率混叠问题,该文建立了基于实际数字信号处理器(digital signal processor,DSP)工作模式的频率混叠分析模型,系统地分析了采样时刻与频率混叠程度的关系。分析表明,无论是传统的采样方案还是即时采样方案,均存在一定的频率混叠现象,但相对来说,传统采样方案混叠程度较轻。在此基础上,结合LCL并网逆变器有源阻尼控制对信号采样的需求,分析了多次采样和即时采样附加高通滤波两种频率混叠抑制方案,给出了相应的仿真与实验结果。多次采样方案增加了软硬件的实现难度,而附加高通滤波器的方案较为简便,更具实用性。     

合并单元插值滤波算法研究

合并单元主要用于采样数据,插值同步多源数据。本文深入分析了合并单元滤波插值算法,采用一种模拟滤波和数字滤波相结合的滤波方式,并根据滤波插值算法产生的误差,设计了一种采样频率为4/4.8kHz且满足检测规范要求的插值滤波方案。通过Matlab仿真计算表明该方案较好地解决了频率混叠问题,稳态误差满足电力系统对合并单元的要求。     

包神铁路牵引供电系统高次谐波谐振及抑制技术研究*

分析机车的谐波特性与谐波谐振产生机理,对比实测数据对应的谐波特性与机车谐波特性,提出一种适用于低次奇次谐波与高次谐波带并存情形的混合无源滤波器,并对该滤波器的结构与阻抗频率特性以及典型系统情况下对牵引网谐振特性的影响进行介绍.设计一套混合无源滤波器装置,并通过建立牵引网仿真模型对滤波前后牵引侧母线谐波含量进行测试和分析,验证滤波装置的可行性和有效性.     

高精度交流采样远动终端的研制

本文介绍了一种高精度交流采样终端的软、硬件设计，该采样终端在硬件上采用高性能单片机，实现交流采样。在软件上考虑基波频率偏移、谐波对测量精度的影响，并进行自适应修正，同时采用动态零漂补偿技术，使电压、电流、功率和功率因数测量精度达到0．5级要求。抗干扰措施的采用使装置在运行中更加可靠。     

自适应抗混叠滤波器在数据采集中的应用

针对数据采集系统在采样过程中的混叠现象,选用MAX293作为抗混叠滤波器,提出了独特的自适应抗混叠滤波方案,阐述了其在数据采集过程中实现的原理,设计了相应的硬件实现电路.实验结果表明:本文设计的抗混叠滤波器适应于风机在线监测和故障诊断系统中的数据采集.