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。     

电压闪变测量的S变换方法研究

为实现电压闪变的准确测量,提出了基于S变换的平方检测法电压闪变测量算法.介绍了S变换的基本原理;构建了电压闪变的计算模型,由S变换的频率特性曲线求频谱计算闪变值,由S变换的高频频谱幅值和曲线得到电压闪变的起止刻和持续时间;给出了闪变测量流程.仿真实验结果证明了算法的准确性.     

一种非整周期采样的高精度FFT电压闪变算法

根据传统IEC闪变测量原理,考虑谐波和电网频率可能造成的误差,提出了一种针对非整周期采样的高精度的闪变计算方法.算法核心是对非整周期采样的电网电压波形加布莱克曼窗进行实序列FFT,然后进行双谱线插值修正计算结果,对得到的调幅波信号加权得到瞬时闪变视感度.加窗可以减轻频谱的泄露,插值可以对结果进行补偿,实序列FFT可以提...     

Teager-Kaiser能量算子Blackman-Harris窗三谱线插值的电压闪变参数检测

针对电压闪变的检测,提出了一种基于Teager-Kaiser能量算子和Blackman-Harris窗三谱线插值的闪变参数测量方法。采用能量算子检测出电压波动信号,分析Blackman-Harris窗的旁瓣特性,将闪变包络进行Blackman-Harris窗三谱线插值FFT谱分析与校正,对IEC标准推荐的检波方法进行简化,实现闪变参数的检测分析。通过大量仿真实验证明,在含有单一频率调制、多频率调制、电网基波频率发生偏移、含有谐波、间谐波和白噪声干扰时,文中的检测算法性能优良,相比传统检测方法,算法简单稳定、抗干扰性强,可实现电压闪变参数的在线检测。     

基于频谱分析的间谐波闪变效应计算

在分析IEC闪变仪测量原理的基础上,提出一种基于频谱分析的电压闪变计算方法,先利用快速傅里叶变换（FFT）进行频谱分析,得到各频率分量的参数,然后利用这些参数计算电压闪变。新算法不仅能计算调制波和间谐波引起的总瞬时闪变视感度,还能计算出每个间谐波或间谐波对引起的瞬时闪变视感度占总瞬时闪变视感度的比例,即对闪变的贡献。它表明调制波是间谐波的特例,并且,当输入电压中含有间谐波对时,间谐波对引起的瞬时闪变视感度中的共同作用部分与基波和间谐波的初相角有关,而在以往的研究中一般未考虑相角的影响,或将相角默认为0°。仿真算例将频谱法和IEC算法进行了对比分析,验证了频谱法的有效性和准确性。     

基于采样序列重构和频谱校正的通用电网闪变测量方法

当前闪变参数测量方法都假设在已知闪变调制波类型的前提下进行测量,然而实际闪变调制波类型无法提前预知,使得这些检测算法在实际使用时严重受限。为此,提出一种基于采样序列重构和频谱校正的通用电网闪变测量方法。该方法首先通过改进Teager能量算子提取闪变包络,再利用加Rife-Vincent窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法校正闪变包络的频谱以获得闪变临时参数。将所得临时参数重构出两类闪变调制波序列,通过两类重构序列与预设阈值对比以实现闪变调制波类型辨识,最后依据调制波类型辨识结果得到电网闪变实际参数。仿真实验与实际硬件平台的测试结果验证了算法的准确性和可靠性。在实际测试中,正弦波调制闪变和矩形波调制闪变的幅值相对误差分别小于7.3%×10^-1和1.9%×10^-1,频率相对误差分别小于8.0%×10^-1和9.8%×10^-2。     

基于频谱分析的闪变值测量法

在IEC闪变测量原理的基础上,提出基于频谱分析测量闪变值的算法。算法的核心是对半波有效值进行FFT变换,得到各个频率下的频谱值,对频谱序列进行加权得到瞬时闪变视感度,利用统计的方法算出短时闪变值。这种方法对于高频段引起的闪变有较大误差,同时,离散化采样也带来误差,在实验中我们通过调整载波的初相角来减小这些误差。     

基于小波测位的闪变检测算法及其实现

小波分析是分析非稳定信号的一种有效方法,是一种很好的电能质量信号的检测和分析工具。该文提出了基于快速小波变换的闪变算法,并将该算法在数字信号处理器(DSP)上实现。该算法可以准确定位闪变分量出现的位置,并从该时刻起进行快速傅立叶变换(FFT),从而得到包络信号的频率及幅值。该方法具有良好的检测闪变分量性能,并有效地节约了DSP计算快速傅立叶变换(FFT)的时间。     

Hilbert–Huang Transform Based Approach for Measurement of Voltage Flicker Magnitude and Frequency

Voltage flicker is a non-stationary waveform for which direct spectral analysis is not appropriate. To overcome this difficulty, a Hilbert–Huang transform based technique is proposed here. Hilbert–Huang transform is a new signal processing method that can be used in the analysis of non-linear and non-stationary signals. In the suggested method, the recorded voltage signal is decomposed into Hilbert–Huang transform components, namely the empirical mode decomposition and intrinsic mode function components. These components are used in the calculation of the frequency and amplitude of voltage flicker. The clear success of empirical mode decomposition in depicting envelope variations of a sinusoidal waveform has been the main motivation for the adoption of Hilbert–Huang transform in flicker analysis. Simulations are performed over waveforms, including single- and multiple-flicker frequencies and flicker with harmonic, voltage sag, and voltage swell. The waveforms are selected as pure sinusoids, as well as harmonically rich voltage waveforms. Simulation results show that the proposed methodology constitutes a plausible way to analyze voltage flickers, making it an alternative to the available flicker analysis tools.     

基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的电压闪变参数估计

提出了新的闪变参数估计方法,该方法在Hilbert变换提取闪变包络线的基础上,用Pisarenko谐波分解估计各调制分量的频率和幅值。在估计过程中,用FFT分析得到Pisarenko谐波分解所需的调制分量个数,解决了闪变调制分量个数不确定的问题。在设定噪声条件下,用所提方法分别对单一频率和多频率调制的闪变进行仿真,并将所得估计值与FFT频谱分析方法所得结果进行了比较,验证了所提方法可以更准确得到低频调制信号幅值和频率的优点。     

基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变测量

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加,配电网中的电压闪变也越发严重,因此需要对其进行检测和分析,为进一步的治理奠定基础。而IEC推荐的闪变测量方法只能给出闪变的统计性评价指标如短时闪变严重度和长时闪变严重度,此种指标无法说明闪变的具体参数特征。为此,文中给出了基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变快速测量计算方法。其中,基于数学形态学的滤波方法相比传统的数字滤波方法计算速度更快,更易于硬件实现,而且能够在保留电压闪变信号扰动特性的前提下有效地去除电压闪变信号中含有的尖峰脉冲、白噪声,高频噪声等干扰,将去噪后的信号进行Hilbert变换可准确地测出闪变的包络,为进一步测量电压闪变的有关参数奠定了基础。仿真试验证明了所提方法的有效性。     

利用加窗FFT和IFFT实现Hilbert变换

电力系统无功功率测量中,Hilbert变换方法应用较为广泛.传统的基于DFT和IDFT的Hilbert变换法计算时间长,实时性差且精度有待进一步提高.文中提出一种基于加窗FFT和IFFT的Hilbert变换新方法,具体实现过程为:对原始信号加窗;将加窗信号累加到一个周期并进行FFT运算,得到信号各次谐波参数;对处理后的...     

Recognition of Single-stage and Multiple Power Quality Events Using Hilbert–Huang Transform and Probabilistic Neural Network

This article presents the Hilbert–Huang transform based algorithm for recognizing the single-stage and multiple power quality events comprising voltage sag, swell, notches, spikes, harmonics, transients, and flicker. The change of the state during the course of the single-stage power quality event is called a multiple power quality event. Hilbert–Huang transform is an adaptive signal processing technique that combines empirical mode decomposition and Hilbert spectral analysis and makes it an attractive tool for analysis of power quality events. A synthetic database of power quality events is generated in MATLAB (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA) as per Standard IEEE-1995. The significant features are extracted from the instantaneous amplitude, phase, and frequency contours of intrinsic mode functions of each disturbance, and the events are classified using the probabilistic neural network technique.     

基于光通量特征参数比对的IEC闪变仪适用性分析方法

传统IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的准确性上存在不足。针对IEC闪变仪的适用范围及间谐波引起的闪变算法进行了研究。通过搭建IEC闪变仪检测模型及光通量数学模型,测得调幅波和间谐波下的闪变测量值、光通量波动频率及波动值,对调幅波引起的闪变值和光通量数据进行多变量数据拟合,得到光通量与闪变之间的关系,并将其作为光通量与闪变之间的标准关系式。依据标准关系式探讨了IEC闪变仪在检测间谐波引起的闪变时的适用性,采用基于升-降采样及峰值检测相结合的方法,弥补了IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的不足。     

基于分裂基快速傅立叶变换的电力系统谐波分析

基于快速傅立叶变换(FFT)的电力系统谐波分析难以实现同步采样和整数周期截断,易造成频谱泄漏,影响谐波分析精度.为提高FFT的精度,比较几个典型的窗函数,提出基于加凯瑟窗的插值分裂基快速傅立叶变换算法.仿真分析结果表明该算法能提高FFT计算精度,满足谐波参数测量的精度要求.     

Hilbert变换求取电压闪变有关参数

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加，配电网中的电压闪变也愈发严重，因此需要对其进行检测和分析，进而提出具体的治理方案。基于统计评价的指标只能定量地给出闪变的强弱或严重程度，而无法说明闪变的具体参数特征。文中提出基于Hilbert变换的电压闪变参数化快速计算方法，能够计算出闪变调制的频率和幅值，以及电压闪变的近似均方根幅值和基波频率。针对含有高次谐波的闪变信号，提出应用小波去噪方法将高次谐波作为噪声滤去的实用预处理方法。去噪后的信号再进行具体参数的计算。仿真以及现场采集的闪变信号的实例验证了此方法的可行性和准确性。