基于改进的能量算子的电压闪变参数估计

电压闪变是电能质量的重要指标,而闪变测量需要提取闪变调幅波包络.提出了一种可以精确估计电压闪变调幅波的方法,使用Teager-Kaiser能量算子方法提取闪变包络,用改进的快速傅里叶变换(FFT)分析包络得到其相应的幅值、频率.考虑到FFT在非同步采样时的误差,选用旁瓣性能优良的Nuttall窗和精度较高的三谱线插值法改进FFT.给出了相应的算法公式步骤,并通过仿真试验证明所提方法的准确性和有效性.该方法计算量小,并具有较高精度,易于硬件实现.     

基于SSI-LS的电压闪变参数提取新方法

为精确检测出电压闪变参数,提出了基于随机子空间辨识（SSI）与最小二乘法（LS）的电压闪变参数提取方法。首先采用稳定图法确定系统的阶次,然后利用随机子空间辨识得到频率,最后利用最小二乘法估计出幅值与相位,从而实现了电压闪变参数的检测。分别针对噪声背景下简单闪变、含高次谐波的电压闪变、含频率相近调幅波的多频闪变和现场实测数据进行分析,仿真结果表明：SSI-LS方法不受谐波和调幅波个数的影响,有效提取了以上信号的参数,且该方法抗噪能力强、计算速度快、检测精度高,特别对频率相近的闪变信号具有较高的分辨率。仿真计算和实例分析均验证了该方法的可行性与有效性。     

基于Daubechies小波的多分辨分解在电压闪变信号分析中的应用

电压闪变是低频时变的非平稳信号,传统的傅里叶变换在分析非平稳信号方面存在很大的局限性,而小波变换具有时频局域化性质,是分析这类信号的有力工具.提出了利用小波多分辨分析提取电压闪变信号的方法,并根据小波函数的特点和分析的目的,选用不同N值(消失矩阶数)的Daubechies小波对闪变信号进行特征提取、定位及去噪处理.根据调幅波的时频信息,获得闪变信号的频率和幅值;通过检测小波变换模极大值,实现了对电压闪变发生、恢复时间的精确定位;并采用软阈值方法消去电压闪变信号中的噪声.仿真结果表明,不同N值的Daubechies小波和多分辨分析的结合在信号分析中可以取得良好的效果.     

基于Teager-Kaiser能量算子Rife-Vincent窗频谱校正的电压闪变测量

分析了Teager-Kaiser能量算子的构成和Rife-Vincent窗的旁瓣特性,通过Teager-Kaiser算子快速提取电压闪变包络,将包络参数进行Rife-Vincent窗改进FFT谱分析与校正,简化IEC推荐的闪变测量过程,提出并建立了基于Teager-Kaiser能量算子Rife-Vincent窗频谱校正的电压闪变测量算法。仿真试验结果表明,本文提出的算法能有效克服单一频率调幅波频率变化、多频率成分调幅波、电网基波频率波动、谐波与间谐波以及白噪声对检测结果的影响,与传统电压闪变检测方法相比,设计实现简单、计算量小,测量结果精确、稳定,可用于电压闪变参数的在线监测。     

基于能量算子和六项余弦窗频谱校正的电压闪变参数检测

风电等新能源发电并网及大量波动负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为当前智能电网不可忽视的问题。文中通过能量算子提取电压闪变的包络信号,将闪变包络进行六项余弦窗三谱线改进FFT频谱校正,提出了基于能量算子和六项余弦窗三谱线插值的电压闪变参数检测方法,据此实现闪变参数的检测与分析。仿真实验证明:在分别含有单一调幅波调制、多频率调幅波调制、电网基波频率变动、含有谐波、间谐波和白噪声干扰时,文中的检测算法均保持较高的检测准确性,且算法实现简单、抗干扰性强,可有效实现电压闪变参数的实时在线检测。     

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

基于Daubechies小波的多分辨分解在电压闪变信号分析中的应用

电压闪变是低频时变的非平稳信号,传统的傅里叶变换在分析非平稳信号方面存在很大的局限性,而小波变换具有时频局域化性质,是分析这类信号的有力工具。提出了利用小波多分辨分析提取电压闪变信号的方法,并根据小波函数的特点和分析的目的,选用不同N值(消失矩阶数)的Daubechies小波对闪变信号进行特征提取、定位及去噪处理。根据调幅波的时频信息,获得闪变信号的频率和幅值;通过检测小波变换模极大值,实现了对电压闪变发生、恢复时间的精确定位;并采用软阈值方法消去电压闪变信号中的噪声。仿真结果表明,不同N值的Daubechies小波和多分辨分析的结合在信号分析中可以取得良好的效果。     

一种基于频谱分析的IEC闪变仪改进方法

分析了IEC闪变仪的工作原理,指出了其检测由间谐波引起的闪变时的不足。通过对间谐波引起的电压有效值波动的分析,得到了引起同等电压有效值波动的间谐波之间的关系,并以频谱分析为基础,提出了一种对IEC闪变仪的改进方法。通过将闪变信号进行重构,大大扩展了IEC闪变仪的可检测范围,并提高了对含有高次间谐波的闪变信号的检测精度。通过对单个间谐波和调幅波引起的闪变问题的分析,证明了该方法的有效性,计算了单个间谐波和调幅波的闪变限制曲线。     

精确提取闪变波动分量的新方法

调幅波和间谐波都会引起电压的幅值波动,检测闪变时必须考虑高次谐波的影响和间谐波带来的波动,而常用的闪变检测方法无法直接对包络线分析得到闪变参数。文中提出了一种基于极值点插值的电压闪变信号包络线检测方法,通过寻找极值点、极值点筛选和三次样条插值得到电压波动信号的包络线,使得提取的包络线只包含闪变分量,不受高次谐波的影响,能同时反映调幅波和间谐波所引起的波动,对提取的包络线进行高精度FFT可以直接得到精确的闪变参数。     

TLS-ESPRIT法在电压闪变参数估计中的应用

传统闪变检测方法以准确提取调幅波包络线为前提,过程复杂,运算量大.将TLS-ESPRIT法直接用于闪变检测,提出将电压闪变信号通过三角函数分解转化成间谐波信号,构成数据矩阵并进行奇异值分解(SVD),通过总体最小二乘法(TLS)求解旋转方程得到频率,用最小二乘法(LS)估计幅值,并由信号转化等式求得电压闪变信号的频率和幅值.针对被间谐波污染的闪变信号,提出根据双边带特性,检测间谐波频率并进行处理.仿真结果表明:直接检测闪变信号,估计信号参数,实现过程简单,运算量小,且TLS-ESPRIT法抗噪能力强,有效提高了低信噪比条件下闪变信号的检测精度.     

基于改进能量算子和六项余弦窗频谱校正的电压闪变包络参数检测

随着新能源和电力电子技术的广泛发展与应用,当前电网电压波动与闪变问题日趋严重。针对电压闪变参数的准确检测和评估,提出基于改进能量算子和六项余弦窗三谱线改进FFT的电压闪变包络参数检测方法。该方法与传统能量算子相比,无需平方根运算,计算速度更快、实时性更好。基于推导出的闪变校正系数使其在基波频率波动及各类谐波等电网干扰情况下的准确度和稳定性均显著提高,并搭建基于PXI+Lab VIEW架构的检测平台进行测试。仿真实验和实测结果证明:在分别含有单一调幅波调制、多频率调幅波调制、电网基波频率变动、含有各类谐波和白噪声干扰时,所提检测算法相比传统能量算子稳定性好、准确度更高,可有效实现电压闪变参数的在线检测与准确分析。     

基于旋转因子变换插值的电压闪变检测算法

IEC 61000—4—15标准中的闪变仪是基于调幅波调制模型,需要经过一系列的二次方、滤波及统计等流程,其缺点是流程复杂,不利于数字闪变仪的设计。基于此,首先从数学模型上推导了IEC标准下闪变检测机理,为数字闪变仪的设计和校验提供理论依据;然后根据IEC闪变检测中存在的问题提出了基于旋转因子变换插值的闪变检测算法,通过对频谱进行旋转因子变换,再利用谱线叠加插值思想来抑制频谱泄漏和消除栅栏效应,实现了高精度估计间谐波参数,从而间接计算闪变参数。简化了闪变检测流程,减小了频谱泄漏的影响,使得闪变检测精度提高。所提方法还可以计算出多个调幅波分量的单独闪变贡献值,仿真和实际测量结果均验证了所提方法的准确性和有效性。     

基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测方法

电力系统谐波问题日益严重且复杂,有效地对谐波进行检测已成为电能质量监测终端的一项基本要求.采用一种基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测方法,利用卡尔曼滤波器在动态检测方面的优势,结合改进相位、频率的跟踪性能,可以简单、快速、准确的得到基波和谐波的各项参数.并且此方法可以检测到受闪变扰动时的基波和谐波成分,可获得闪变调制波的基本参数.建立了基于改进卡尔曼滤波器的谐波检测数学模型,并利用MATLAB仿真平台验证了该方法的性能.     

CEEMD在电能质量扰动检测中的应用

为了解决总体平均经验模态分解(EEMD)处理非平稳、非线性信号的不足,提出了一种基于完全经验模态分解(CEEMD)的电能质量扰动检测新方法。首先采用CEEMD对含噪的电能质量扰动信号进行分解得到固有模态函数,并对固有模态函数进行Hilbert变换检测出瞬时幅值和瞬时相位特征参数。对所得瞬时幅值求取二阶导数得到模极大值点,提高了通过模极大值点定位扰动时刻的准确性。针对高频复合扰动采取两次CEEMD分解方法去除噪声与虚假分量有效提取出扰动成分,针对稳态扰动提出先去除谐波再提取闪变包络的检测方法。并通过Matlab仿真实验以及依托交流调压器负载实验和三电平实验平台的实测数据,验证了该方法既可以对未知扰动信号进行辨识区分,也可以确定电能质量扰动的时刻、类型、频率和幅值等特征参数。     

TAM法在电压闪变参数估计中的应用

传统电压闪变检测需要提取调幅波包络线,过程复杂,计算量大.将TAM算法直接应用于电压闪变检测,利用三角函数分解的原理,将对闪变信号的检测转化为对边频分量的检测,首先求解采样信号数据矩阵的协方差矩阵,通过对协方差矩阵进行奇异值分解得到信号子空间和噪声子空间,利用最小二乘法的原理,估计信号的频率和幅值信息,通过公式计算得到...     

闪变干扰源定位研究中的若干问题

电压闪变是供电系统主要的电能质量污染之一,国标GB12326-2000规定了闪变的限值和测试方法。已有的研究主要集中在电压闪变值的检测和计算等方面,而闪变干扰源的定位则是电能质量分析中的新课题。由于对干扰负荷的运行特性、闪变传播和危害评估缺乏深入研究,目前尚没有满足工程需要的干扰源定位方法。为此,综述了目前闪变干扰源检测的研究现状,探讨了闪变源定位研究的不同思路及其可行性,提出了闪变干扰源定位研究要解决的根本问题和所需的关键技术。     

K-means clustering and correlation coefficient based methods for detection of flicker sources in non-radial power system

Nowadays electric power quality problems such as flicker (voltage fluctuation) are major concern of electric companies and industrial consumers. Identification of flicker sources is an important stage in customers convincing and in flicker reduction process. For equal fluctuation frequency of flicker sources, detection of coupling points of these sources is not an easy task. In this paper, voltage envelope is extracted by Enhanced Phase-Locked Loop (EPLL), which acts as a nonlinear adaptive filter, and then the amplitude of flicker tone is used as a flicker index. The power system with arbitrary flicker sources is assumed and simulated to generate a set of training data. Then two methods based on K-means clustering algorithm and correlation coefficient are introduced to identify the location of flicker sources in a non-radial power system. Using proposed methods location of flicker sources with similar fluctuation frequency in non-radial power system is determined. In a typical test system, several simulations have been conducted. The simulation results show the performance of the proposed method is very promising and flicker sources can be detected tolerably.