关于高性能数字滤波器的研究

本文分析了电气事故信号的特点，讨论了差分滤波器和正弦余弦正交滤波器，导出了由差分 滤波器和正弦余弦正交滤波组成的复合数字滤波器计算公式。该滤波器能从电力系统复杂的 事故信号中有效地提取基波或各次谐波分量，即使信号中含有强烈的衰减直流分量也是一样 。 在PRIME小型计算机上和MDS287微机开发系统上所做数字仿真的结果，说明本文设计的复合 数字滤波器具有精度高、计算工作量小等优点，将本滤波程序应用于微机故障测距和录波装 置，经过动态模拟实验的考验，滤波效果良好。     

一种新的微机保护快速算法

提出了利用两个正弦或余弦数字滤波器快速计算电压、电流基波分量幅值的新方法。该算法 能有效滤除故障电流波形中的衰减直流分量，而且计算简单，响应时间短，故障后经2～3个 采样周期就能得到较为准确的计算结果。     

基于瞬时无功功率法思想的单相谐波电流检测

根据瞬时无功功率的基本理论 ,论述单相电路的谐波检测方法。利用瞬时无功功率法把待测瞬时电压电流经线性变换后相乘 ,从而分离与基波电流对应的瞬时功率或瞬时电流中直流量的本质思想 ,构造出实现单相电路瞬时谐波电流的检测系统。即通过锁相环产生与电压同相的正弦和余弦信号 ,分别与原电流相乘 ,经过滤波器分离出与原电流基波相关的直流量 ,再经过变换得到原电流的基波分量 ,从原电流中减去基波分量得到要检测的谐波分量。理论和仿真表明 ,该数字系统可实现对单相电路谐波的检测     

基于改进正交算法的单相锁相环研究

在对基于正交信号发生器(OSG)的单相锁相环(SPLL)工作原理和缺陷详细分析的基础上,针对其无法克服的直流分量干扰和滤波器造成的移相问题,对原有正交信号发生模块和滤波环节进行改进,提出基于改进正交算法的单相锁相环设计,该算法能够有效解决直流干扰和相位偏移问题,提高锁相精度和抗干扰能力。实验验证结果证明该算法具有可行性。     

基于互补策略的新型单周控制有源滤波器

介绍了单周控制有源滤波器的原理，针对经典单周控制有源滤波器存在的诸如电流直流分量问题、局部稳定问题等，提出了单周控制有源滤波器的互补控制策略、电流直流分量负反馈策略和两路信号差值积分负反馈策略。新控制策略的采用彻底克服了经典单周控制有源滤波器的电流直流分量问题，实现了单周控制有源滤波器的全局稳定，并消除了电流交越失真，使得具有诸如无须参考信号、检测量少、控制简便、波形质量高、动态跟踪性能好、抗干扰能力强等显著优点的单周控制有源滤波技术达到实用化程度。实验结果证实了所述控制策略的有效性。     

自适应振荡过程的Ucosφ精确算法

提出了自适应跟踪振荡过程的精确计算方法，这种算法将差分全波傅里叶算法作为数字滤波器对输入信号进行滤波，然后用短数据窗（3点）先算出信号的频率，进而精确计算出信号的幅值和相位。用此算法求出的I>Ucosφ数值精度高，收敛性好，更真实地反映了电力系统振荡过程中发生三相短路时保护安装处电压和电流的变化；因此可以大大缩短I>Ucosφ作为电力系统振荡过程发生三相短路判别元件的动作时间，提高整套保护的性能。数字仿真结果验证了该算法的正确性。     

微型机距离保护中的数字滤波方案

本文从输电线短路电流电压信号的频谱分析出发，提出可用于微型机距离保护的三种数字滤 波方案。详细研究了其中滤波能力尤为突出的一种窄带数字滤波器的设计与性能问题，并用 实际的输电线短路电流录波输入进行实验，证明用其处理短路暂态影响有效。     

水轮机转轮不平衡测试及其动力学分析

通过水轮发电机组的变转速实验对水轮机转轮处测试数据进行了分析。为避免信号中转频以外的其他频率成分对分析结果的影响，采用FIR数字滤波器对信号进行了滤波，根据滤波信号合成的轴心轨迹以及振动量与转速的关系，判断出水轮机转轮处的振动主要由质量不平衡造成；根据建立的机组轴系动力学模型，计算得到了测试位置处振动最所对应转轮的质量不平衡量值的大小。     

一种单片机实时多路数字滤波器的设计与实现方法

本文在简要介绍一般信号数据处理方法上,着重讨论了数字滤波器的设计技术,并通过分析,提出了一种适用于遥测终端实时数据采集的数字滤波器设计与实现方法。     

用微型计算机提取电网故障信息的方法

电网故障信息含有许多谐波分量。本文讨论用微型计算机提取直流、非周期、二次、四次及 以上高次谐波分量的IIR数字滤波算法。作为一个例子，讨论了六阶IIR数字滤波器的计算机 辅助设计，得到了锐特性的梳状滤波器及带通滤波器。因而可以从电网提取不同频率成分的 信息，以使保护装置、自动装置或微型计算机控制器实现控制功能。     

三相四线制下中线谐波电流治理的新方法

提出了一种中线谐波电流治理的新结构，该结构由新型无源滤波器和有源滤波器串联构成。其中无源滤波器包括3次、9次单调谐滤波器和高通滤波器，每个滤波支路都由三相电容器连接成星形后与一个电感(高通滤波器中还有一个并联电阻)串联构成。电网中的非零序电压全部由电容器承担，同时，流经无源滤波器电感和有源滤波器中的电流仅为谐波电流，大大降低了有源滤波器的容量和成本。文中分析了其基本原理：当有源滤波器输出一定的电压时，不仅可以使零序谐波电流完全流入滤波器中，而且可以抑制系统零序谐波电压产生谐波电流，从而使电网侧中线中仅含基波电流。文中提出了一种简单的控制方法，它仅利用电网侧零序谐波电流作为控制信号来产生有源滤波器所需的驱动信号。最后，利用PSCAD/EMTDC进行了仿真验证，仿真结果表明该结构中的有源滤波器的容量较小而且滤波效果较好。     

大型泵站水泵机组振动信号滤波方法

针对大型泵站水泵机组运行时振动信号易受多种因素影响产生随机误差、噪声干扰,进而影响机组健康状态评价结果的问题,对水泵机组振动信号滤波方法进行分析研究。以南水北调东线某泵站水泵机组运行时机泵联轴器处的振动信号为例,分别使用巴特沃斯滤波器、基于汉宁窗的FIR 滤波器以及基于谐波小波的滤波器3 种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并进行对比分析。结果表明:巴特沃斯滤波器和基于汉宁窗的FIR 滤波结果中存在时域波形的时延和轴心轨迹的连线,滤波不完全,而基于谐波小波的滤波几乎能够完全滤除干扰;对于特定频段的滤波,基于谐波小波的滤波在频段范围比较小的时候优势更加明显。     

含TCSC的电力系统次同步谐振的复转矩系数分析法

经推理证明，对于采用固定串联电容补偿的电力系统，如果对发电机转子角度施加一微小正弦扰动，则按系统线性化方程求得的电磁转矩稳态增量的正弦和余弦分量的幅值分别与电气弹性系数和电气阻尼系数成正比，从而提出了一种计算复转矩系数的微小扰动稳态响应算法。然后将这种算法推广到采用晶闸管控制的串联电容补偿电力系统的次同步谐振分析中，给出了具体的计算公式和步骤。采用IEEE典型系统进行计算，所得结果与采用EMTP时域仿真的结果相吻合。     

基于正交小波的低压电力线多载波通信新方法

基于正交频分复用的概念，提出了使用多尺度正交小波基取代传统正交频分复用调制(OFDM)中的余弦函数基的新想法，并且基于滤波器组的多载波系统模型推导出衡量多径干扰的定量指标，在实际低压电力载波通道模型上，对使用上述两种OFDM方法所产生的多径干扰进行了计算，计算结果表明，与传统的OFDM方法相比，文中所提出的方法可大大减少多径干扰量。     

一种基于开关电容滤波器的快速基波检测方法

为了实时快速地检测电力系统中的基波，提出了一种基于开关电容滤波器(SCF)检测电网中基波信号的方法。分析了SCF的原理及其优缺点，并与传统的滤波方法进行了对照，给出了选择开关电容的原则。由于信号经过一个滤波电路后一般会有一定的相差，为了保证检测前后基波信号相位的一致性，在SCF后面设计了一个等幅移相电路。以一款SCF的IC(MAX291)为例，设计了整个巴特沃斯型低通滤波器电路和等幅移相电路。用MATLAB进行了仿真，分析了这种滤波器和移相电路整体的精度和动态响应，并将该滤波方式应用到实验装置中，实验结果表明这种检测方法有很好的检测效果和快速的动态响应。     

保护测控单元的误差自动调整

提出了一种利用数字滤波器对交流信号数据采集系统幅值和相位误差进行自动调整的新方法。给出了实现幅值和相位误差自动调整的数字滤波器数学模型，并结合具体实例介绍了数字滤波器的设计步骤。仿真结果证实了算法的有效性。     

水轮机调速器的技术发展（三）

6 微机调速器 6.1 概 述 微机,在我们讨论的范围内,是指微处理器,它实质上是一种数字解算器。微机内部参于传递、运算的信号是二进制数码。所以,微机用于调速器时,首先要将频率等连续变化的信号离散为在时间上断续的(即离散的)脉冲系列,并量化成时间上和大小上都是断续的(即离散的)数码信号。要获得这样的数码信号就要进行采样。一般来说,有数字计算机(不论是微机还是高     

复杂工况下非接触式液位计模拟信号的数字精密滤波处理

在给排水工程的非接触式液位测量中,液位计输出到PLC的4~20mA模拟信号有时会发生较严重的波动,给液位控制带来不利影响。从过程控制对仪表输出信号的精度要求出发,基于PLC的工作方式和数字滤波算法,对某实际工程中采集到的波动严重的液位计模拟信号进行数字精密滤波处理。通过比较不同算法的处理结果后,选出一种滤波效果明显、输出精度高,且在PLC上容易实现的复合滤波算法,最终使液位信号满足了过程控制的精度要求。     

一种新型混合有源滤波器及其复合控制策略设计

混合有源滤波器是一种有效的谐波抑制方式。电力系统中谐波源负载种类繁多，特性各异，针对目前应用最为广泛的三相整流桥负载，在以往混合滤波器研究的基础上，提出了一种新型单调谐混合滤波器，对其无源滤波部分依据有源部分容量最小的原则进行了设计，并对其工作原理进行了详细的分析研究。针对所设计的混合滤波器的特有结构，设计了其复合控制策略。该复合控制策略在不影响系统稳定性的基础上，提高了系统的滤波性能，保证了有源滤波器小容量下良好的运行性能。对所设计的复合控制器在频域和时域内进行了稳定性分析。仿真和实验结果验证了所提出的拓扑结构和复合控制策略的有效性。     

微机保护中卡尔曼滤波模型参数的选择

卡尔曼滤波，是线性、无偏、最小方差的实时递推滤波，是一种高效、优化的数据处理方法，以输电系统的二状态电压模型和三状态电流模型的滤波模型参数的确定，进行了分析研究，以具体线路(山东邹县——潍坊500 kV数学仿真线路)为例作了短路过程基频电压和电流分量的最优估计，获得了一套适合于各种故障情况的模型参数。此模型参数之滤波精度和收敛速度俱称满意。本法实时计算简单，特别适合于在高压输电线路的微机保护上应用。