一种高精度快速计算电力谐波参数的方法

提出一种电力谐波参数高精度测量的新方法。依据傅立叶变换的时域收缩频域延伸的性质精确计算出电力信号各次谐波的频率,而后通过窗函数插值方法精确计算出电力信号的各次谐波参数。讨论了时域收缩比对测量精度的影响,还分析了截断窗函数对电力谐波估计精度的影响。用仿真试验和模拟测量证明了该算法的有效性。与其他加窗FFT插值校正分析方法相比,所提方法计算耗时上有明显优势,很适合用于DSP数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

基于Nuttall窗插值算法FFT的虚拟电力谐波测量系统设计

为了提高虚拟仪器测量电力系统谐波的准确度,研究了加窗FFT插值算法的原理,对比分析了几种重要窗函数的频谱特性,提出了将Nuttall窗插值FFT算法引入LabVIEW平台的方案,推导了Nuttall窗插值FFT简单易用的多项式修正公式,给出了算法的具体程序,并进行了仿真和实验验证,结果表明,基于LabVIEW的Nuttall窗插值FFT电力谐波测量算法准确度高、实现方便且开发周期短,能快速地在普通计算机上完成高准确度的谐波分析。     

基于Android系统的电力谐波检测仪

基于目前电力系统电能质量现状设计了一款基于Android系统的便携式电力谐波检测仪。介绍了检测仪硬件实现方案和软件设计方法。数据采集模块基于16位,6通道同步采样芯片AD7606,上层Cortex-A9平台搭载Android操作系统,完成检测系统配置,实现了数据处理、数据存储、人机界面控制功能。采用加窗FFT算法完成数据处理,降低了栅栏效应和频谱泄漏造成的检测误差。测试结果表明,该检测仪能够提取电能谐波信息,满足电力谐波检测要求。     

基于FFT的电网谐波检测误差分析与研究

谐波检测对谐波补偿装置的研究与设计有着重要的意义,而在谐波检测的各种算法中基于傅里叶变换的谐波检测算法应用较为广泛.但标准FFT谐波检测算法要求整周期的同步采样,否则就会产生频谱泄漏和栅栏效应从而使谐波检测产生较大的误差.在具体分析了产生频谱泄漏和栅栏效应的基础上,对非同步采样时的标准FFT谐波幅值检测算法中所纯在的误差进行了研究与分析,提出了加窗插值FFT算法谐波参数检测算法.推导了基于Blackman窗的插值FFT算法的幅值、相位、频率的计算表达式,并利用MATLAB对其仿真得出相应的结论.     

FFT分析电力系统谐波的加窗插值算法

采用快速傅里叶变换 (FFT)进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样 ,故造成频谱泄漏 ,影响谐波分析的结果。本文对FFT的泄漏原因进行了分析 ,并用组合余弦窗对采样数据加权及利用插值对FFT的结果进行修正 ,精度得到极大的提高。文中给出了该算法进行谐波分析的算例 ,计算结果表明 ,基于Blackman Harris窗的算法具有更高的计算精度和效率。     

基于CZT的电力谐波参数高精度估计

提出了一种基于CZT的电力系统谐波参数高精度估计方法.利用CZT实现频谱细化的特点,首先从复杂信号中提取基波分量,将其减去.然后对剩余信号加5项Rife-Vincent窗,进行FFT分析.最后根据提取基波频率求出各次谐波频率,对Rife-Vincent窗函数在频域插值.仿真验证表明5项Rife-Vincent窗抑制频谱泄露效果很好,在非同步采样的情况下,对含有30次谐波的复杂信号进行仿真分析,结果与传统双谱线插值算法有几乎相同的估计精度,但计算时间约节省了一半.     

基于能量重心法和动态加窗谐波分析法的介损计算

在实际应用中,谐波分析法由于受到频谱泄漏和栅栏效应的影响往往会产生很大误差。为了减小谐波分析法的计算误差,提高测量精度,同时考虑处理器的运算能力。提出了一种适用于谐波分析法的介损高精度估算算法。该算法首先对信号进行加Hanning窗的FFT变换后,然后采用能量重心法进行校正。同时使用动态加窗算法对介损角进行了进一步修正,该算法是通过跟随电网的频率波动而动态调节加窗长度,从而使采样更接近整周期采样。经过理论推导和仿真计算,并与其它的改进谐波法进行对比,表明该方法较之前的算法的精度进一步提高,且计算量小,易于工程实际应用。     

基于分段迭代的电力谐波神经网络分析方法

为了提高谐波和间谐波分析的速度、精度和抗噪性能,将基于分段迭代的增强型Adaline神经网络应用于电力系统谐波和间谐波分析。该网络在加汉宁窗双谱线插值FFT算法的基础上,将采样数据按采样时间分段,依次用各段对应的误差信息来调整增强型Adaline神经网络的参数。该方法结合一点迭代法和全部点迭代法的优点,既将各时段内的误差进行平均,减少噪声对参数调整的影响,又充分保留误差中包含的谐波和间谐波信息,提高网络的精度。另外,根据参数估计误差和频率对误差函数一阶偏导之间的关系,提出修正信号幅值最大分量对应的频率调整量的处理方式,提高网络的实时性和精度。仿真结果验证了分析结论的正确性。     

一种实时精确估计电力谐波和间谐波参数的方法

提出一种电力谐波和间谐波参数实时高精度估计的新方法。首先利用对称窗函数的能量谱重心导出各电力谐波的频率和相位的估计算法;接着使用Parseval定理推导出精确估计电力谐波幅值的计算公式;进而分析了估计误差,估计误差仅与加权窗函数的能量分布特性有关,某次谐波的估计相对误差不大于窗函数在频域中旁瓣所占能量与总能量的比值。最后,仿真试验表明,所提方法与其他加窗快速傅里叶变换插值校正分析方法在计算耗时上有明显优势。模拟试验证明,所提方法很适合用于嵌入式系统和数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

基于小波阈值的电力谐波信号去噪研究

电力系统不同程度的噪声污染会影响谐波检测的准确性,传统小波阈值去噪方法在工程实际应用上有诸多缺陷,例如硬阈值函数在阈值处不连续、软阈值函数存在固定偏差,量化规则缺乏尺度自适应性等。鉴于此我们从阈值函数和阈值量化规则两方面改进小波阈值去噪,文中使用改进的软硬阈值折衷函数结合分层阈值选取规则对模拟谐波电力信号去噪。在MATLAB环境下仿真模拟染噪电力谐波信号使用传统和改进阈值方法去噪,从三个去噪效果衡量指标定量分析,结果表明,改进阈值去噪方法提高了重构信号的输出信噪比,降低了均方根误差和平滑度,在不牺牲计算复杂度的条件下可灵活有效去噪。     

矩函数在风速Weibull分布参数估计中的应用

服从Weibull分布的随机变量的各阶矩仍然服从Weibull分布,根据这一统计学性质,采用矩函数法估计Weibull分布参数.分别基于风速原点矩和风速中心矩对风速的Weibull分布参数k、c进行了估计,并给出了参数估计公式.根据所提方法解出风速概率分布后,可以根据Weibull分布计算风能特征指标.以河西某风电场为算例,分别以所提方法、均值和方差估计法对其进行Weibull分布参数估计和风能特征指标计算,同时给出了直接由风速数据统计出的各项特征指标进行对比,结果表明所提方法计算结果的整体误差较小,精度明显高于均值和方差估计法.     

滑窗APDFT算法在电力谐波检测中的应用

为解决传统电力谐波检测方法在电网频率偏移时,因非同采样造成增大检测误差的问题,文中根据全相位傅里叶变换的相位不变性及滑窗傅里叶变换优越的实时性的特点,提出了一种基于滑窗全相位傅里叶变换的谐波检测新算法,并给出了该算法的实现框图.利用MATLAB对算法的计算量和实时性进行了仿真分析,验证了滑窗全相位傅里叶变换的信号处理速度比全相位傅里叶变换快一倍,并具有相位不变性,在电网频率偏移时也有较高的谐波检测精度.     

基于高倍过采样与加窗插值FFT的电力谐波分析

为提高谐波分析精度,分析了信号加窗引起的信噪比损失以及AD转换产生的量化误差,阐述了过采样技术提高信噪比的原理。在此基础上,提出了基于高倍过采样和加窗插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的谐波分析方法。该方法充分利用AD转换器的潜力,以尽量高的采样速率进行AD采样,同时通过均值滤波避免高倍过采样引起的采样数据量激增问题。详细研究了所提谐波分析方法对信号中谐波分量幅值和相位的影响,并给出了简洁实用的谐波幅值和相位校正方法。仿真表明,所提方法可在不增加系统成本的前提下改善加窗插值FFT的抗噪声能力,提高谐波分析精度。     

扩展Prony算法在电力系统非整次谐波检测中的应用研究

准确有效地检测出电力系统中各次谐波及间谐波,对于提高电能质量是至关重要的。传统的快速傅里叶变换由于频谱泄漏等原因,无法准确检测出系统中的非整次谐波。为解决这一问题,文章提出应用扩展Prony算法检测系统的非整次谐波。首先利用小波去除噪声,很好的克服Prony算法对噪声敏感这一弱点;然后通过线性预测得到模型的特征矩阵,运用奇异值分解法求解特征矩阵得到模型的特征多项式;最后运用最小二乘法求出特征多项式的根,得到非整次谐波各参数。针对信号频带宽窄可能影响算法精度这一问题,文章对不同带宽信号进行扩展Prony分析,验证算法精度。实验分析说明了该算法的可行性和有效性。     

基于FPGA的高速FFT处理器在电力谐波检测系统中的设计与实现

在电力谐波检测中,经常需要对谐波信号进行频谱分析,为实现谐波信号频谱数据的实时输出,探讨了基于FPGA的高速FFT处理器的设计与实现.该处理器模块采用按时间抽取基4算法,碟形运算单元采用CORDIC算法代替了复乘运算,减小了系统资源占用,同时采用双端口RAM存储结构进行同址运算,完成了整个单元的流水线操作,提高系统速度;整体基于VHDL语言进行模块化设计,经过信号仿真测试,当系统工作频率为100MHz时,完成1024点输入为16位定点复数的FFT运算仅需要51.3μs,仿真结果表明该处理器能够很好的高速电力谐波检测系统高速实时性要求.     

一种基于小波包变换的电力谐波检测方法

由于非线性负载用电的不断增加,造成大量谐波返灌电网产生电能污染和计量不公等问题,然而传统的快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）检测方法由于自身技术的限制,难以满足目前谐波检测对精确性的要求。结合电力谐波特点,分析小波变换与傅里叶变换原理,提出了一种小波包与FFT相结合并采用加窗双谱线插值的电力谐波检测方法,研究了不同窗函数的特性,并且通过加入不同的窗函数来检测谐波,得出针对电力谐波检测最优的窗函数。仿真实验验证了该方法对谐波在时域和频域上都有很好的测量效果,为谐波电能表电力谐波检测方法及信号截取窗函数选取提供重要参考。     

改进小波阈值去噪法在谐波检测中的应用

针对电力系统谐波检测中传统的软、硬阈值去噪方法不能有效的解决噪声干扰的问题,提出了一种新的去噪算法:改进软硬阈值折衷法。对模拟的电力系统信号分别采用传统的硬、软阈值法、软硬阈值折衷法和文中方法进行Matlab仿真,定量对比分析得出结论:改进软硬阈值折衷法能够更好的解决噪声干扰问题,去噪信号的的信噪比得到提高,均方根误差得到减少,重构后信号能更好还原原始信号,去噪效果好,实用价值较高。     

应用三谱线插值FFT分析电力谐波的改进算法

分析了加窗三谱线插值FFT算法的原理。针对算法开方运算量大、响应速度慢的不足,分析了窗函数主瓣内谱线的相位特性,推导出在忽略谐波间泄漏影响的情况下窗函数主瓣内任意相邻两根谱线相位差等于π的规律。在此基础上提出了一种改进三谱线插值修正算法,该算法在不影响精度的前提下可将插值过程所需的求幅值运算量减少为常规算法的1/3。仿真和实验结果表明,改进算法有效地减少了插值过程的计算量,提高了算法响应速度,同时仍然具有较高的计算精度,适用于电力谐波的分析测量。     

综合测辨法在东北地区电力负荷建模中的应用

结合东北地区负荷建模工作,在负荷模型的选择、参数估计方法以及现场试验等几方面进行了阐述。     

FFT和小波变换在电力系统谐波测量中的应用

为满足测量要求,改进了FFT算法,并针对其无法调和的时域性和频域性矛盾的缺陷,讨论了小波变换的特性。仿真结果表明,FFT改进后频率、相位、幅值的测量精度提高,而小波变换克服了FFT不能时域局部化的缺点,能在时域、频域内揭示信号特征,较好达到了测量要求。