基于DSP平台的电压闪变测量及其误差校正

针对IEC推荐的电压闪变测量方法设计过程复杂、实现较困难的问题,在采用DSP平台的闪变仪中实现了基于快速傅里叶变换的闪变测量方法,该方法的应用可简化闪变值的计算过程.给出了硬件结构框图及关键步骤之一FFT算法的实现方法.对闪变测量方法的主要环节进行了误差分析并得到校正系数,通过对校正系数的多项式拟合提高了测量精度.实验数据验证了该方法的正确性和有效生.     

基于DSP平台的电压闪变测量及其误差校正

针对IEC推荐的电压闪变测量方法设计过程复杂、实现较困难的问题,在采用DSP平台的闪变仪中实现了基于快速傅里叶变换的闪变测量方法,该方法的应用可简化闪变值的计算过程。给出了硬件结构框图及关键步骤之一FFT算法的实现方法。对闪变测量方法的主要环节进行了误差分析并得到校正系数,通过对校正系数的多项式拟合提高了测量精度。实验数据验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

基于希尔伯特–黄变换的电压闪变测量方法

提出了一种基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Hunagtransform,HHT)的电压闪变测量方法,有效实现了电网同时混有调幅波、间谐波和谐波时的闪变值计算。HHT由经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)及Hilbert变换2部分组成。先用EMD把能够引起电压波动与闪变的间谐波和调幅波分别提取出来,通过Hilbert变换求出其幅值和频率信息,再运用频域法推导出来的闪变计算式分别进行加权运算,计算出各自的瞬时视感度,最后通过叠加得到总的瞬时视感度。仿真结果表明:该方法能够同时准确地测量出调幅波、谐波和间谐波的参数,无需经过带通滤波器、视觉加权滤波器和一阶低通滤波器计算出闪变值,避免了滤波器带来的误差。     

基于双插植FFT的电压闪变参数的提取研究

根据单频或多频叠加调制的电压闪变信号经过分解后,在频域内总是在工频两侧呈对称分布的特点,提出将电压闪变信号映射到频域内,只保留对求取调制信号参数有用的低频部分--调制闪变信号,并运用加余弦窗双插值FFT.算法来分析调制闪变信号.该算法通过选取合适的窗函数,对调制电压闪变信号的采样信号进行加窗后,用FFT计算出离散频谱,...     

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.     

基于FFT的电压波动与闪变测量算法

电压波动与闪变是电能质量的一个重要指标,准确地对其进行测量具有重要的意义.本文对基于快速傅里叶变换(FFT)的电压波动与闪变测量算法进行了深入的研究,利用该算法采用C语言编程,实现了基于LabWindows/CVI虚拟仪器的电压波动与闪变的测量,给出了测量软件流程图和细节说明.最后对测量结果进行了验证,并分析了产生误差的原因,通过对计算出的瞬时闪变值进行修正,可以使该算法的计算结果与IEC标准一致.     

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。     

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。     

基于改进HHT的电压闪变检测

针对应用希尔伯特-黄变换(HHT)算法进行电压闪变参数检测过程中经验模态分解(EMD)产生的固有模态分量(IMF)不理想而增大参数检测误差的问题,提出了一种改进HHT的电压闪变检测方法。首先通过在EMD"筛选"步骤中添加四点插值细分算法"分裂"出新的控制点供三次样条插值拟合包络线,然后分解出一组IMF分量,最后对IMF分量采用Hilbert变换得到闪变检测参数。就含噪声的单一分量闪变信号、不含噪声的和含噪声的多分量闪变信号,分别采用未改进HHT方法与改进HHT方法进行仿真检测,研究结果表明,改进HHT算法具有良好的抗噪能力,对模态混叠具有一定的抑制作用,并且能够提高闪变信号参数检测的准确度。     

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。     

凯塞窗插值FFT的电力谐波分析与应用

采用矩形窗、三角窗等基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权可减少非整数周期截断造成的频谱泄漏和栅栏效应的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约。通过分析凯塞(Kaiser)窗函数的主瓣与旁瓣衰减可自由选择的特性,提出基于Kaiser窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的电力谐波分析方法,建立奇次、偶次谐波求解的数学模型和实用的插值修正公式,推导信号基波与各次谐波频率、幅值、初相角的计算式。仿真和实测结果表明,Kaiser窗插值FFT方法设计实现灵活、抑制频谱泄漏效果好,据此研制的三相多功能谐波电能表的基波有功误差≤0.2%,基波无功误差≤1%,2～21次谐波分析满足GB/T14549—1993的A类谐波测量仪器要求。     

基于FFT的电压波动和闪变算法应用研究

在现有的闪变测量方法中,基于FFT的闪变算法因实现简单而受到关注。在MATLAB中实现了该算法,并进行扩展研究,能够利用电力系统仿真得到的公共连接点(PCC)波动电压数据,进行电压波动量和短时闪变值计算。深入分析了计算过程中误差的来源,介绍了校正方法。应用PSCAD软件搭建了电力系统仿真实例,并给出了电压波动值和瞬时闪变值经校正后的计算结果。     

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Kaiser自卷积窗的相位比较式输电线路故障定位方法

长距离输电线路对地分布电容引起电流行波畸变,不利于行波初始时刻的准确标定,并且弧垂因素的累积加大了定位误差。为缩短行波双端间距,保证在基频波动环境下可靠定位,提高故障定位精度,提出一种基于Kaiser自卷积窗FFT相位比较式输电线路故障定位方法。该方法设置多个电流测量点,采用FFT程序求解电流故障分量的相位,比较相邻测点的相位差以判别故障区段;利用Kaiser自卷积窗优良可调的旁瓣特性,充分抑制FFT相位求解时的频谱泄漏效应,提高了相位比较的可靠性。理论分析了产生相位频谱泄漏的原因,阐述了Kaiser自卷积窗的旁瓣特性,最后通过仿真验证所提方法的正确性。结果表明方法可有效抑制频谱泄漏,相位比较可靠性高,基频波动下仍能可靠定位。     

基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法

在高压电气设备介损角在线监测中,由于存在工频周期信号的非同步采样和截断现象,从而造成利用FFT算法计算介损角产生较大的误差。本文分析了非同步采样造成的FFT算法的泄漏效应,提出了一种基于相关Blackman窗的FFT介损角测量算法。该方法采用相关Blackman窗对系统电流与电压信号进行加权,然后利用频谱相位差校正法进行频谱校正以获得基波相位,最后根据电流与电压的基波相位差来计算出介损角。仿真结果表明该算法有效地克服了非同步采样和截断造成的介损角测量误差,并且能够大大降低信号频率波动、高次谐波对介损角测量精度的影响。