基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正.为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差.由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值.为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数.通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度.     

基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正。为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值。为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数。通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度。     

基于时移相位差校正的准同期算法研究

因并列双方电压信号的频率不相等且在并列过程中不断变化,难以同时实现同步采样。离散傅里叶变换DFTr(Discrete Fourier Transform)算法存在因时域截断而产生的频谱泄漏,因此用于测量并列电压参数误差较大。基于加窗和相位差校正的新DFT算法,利用原始采样数据,构造出两段数据序列．其中第二段序列比第一段滞后L点。对这两段序列作加窗DFT后,再利用其对应峰值谱线的相位差对并列双方电压信号的频率、幅值和相位等参数进行校正。该算法无需对电压信号进行同步采样．可有效减少非整周期采样所造成的泄漏误差,从而精确地测量电压信号的参数,且算法适合于多种对称窗函数。仿真结果证明该算法测量精度高．具有较好的实用价值。     

一种基于频率补偿的改进插值谐波分析算法

针对传统单峰谱插值谐波测量算法在非同步采样时由于频谱泄漏造成测量精度不足的问题,提出一种基于频率补偿的改进算法,并且分析传统插值算法的测量误差,改进了修正公式。该算法通过三个步骤实现,第一,基于汉宁窗插值校正频率,然后利用相对频偏进行频率补偿得到准同步化序列。第二,采用准同步化序列基于汉宁窗再次插值校正频率,将两次计算得到的相对频偏相加用于修正频率,进而减轻频谱泄漏的影响。最后,为了提高幅值和相位的测量精度,利用准同步化序列基于平顶窗直接估计,无需推导反演公式。仿真实验结果表明,该算法的测量精度相比于传统的单峰谱插值算法提升显著,在噪声环境下相比于四谱线插值、相位差算法,该算法具有更高的精度和抗噪性能,验证了所提出算法的有效性和准确性。     

基于VSS窗的改进相位差电力谐波分析方法

利用快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析时,在非同步采样和非整数周期截断条件下存在频谱泄露和栅栏效应,影响谐波的分析精度。采用传统的窗函数对信号进行加权,虽然可以减小频谱泄露和栅栏效应的影响,但其效果受到窗函数旁瓣特性的制约。提出一种基于衍生半正弦窗的改进相位差电力谐波分析方法。该方法引入一种新的窗——衍生半正弦窗,对信号进行加权,然后采用改进相位差算法分析谐波参数——幅值、频率、相位。衍生半正弦窗可以通过调整指数获得满足要求的旁瓣特性,能较好的抑制频谱泄露,在工程应用中具有很大的灵活性。推导了信号基波及各次谐波频率、幅度、初相位的求解公式。仿真实验结果表明,提出的基于衍生半正弦窗的改进相位差算法具有较高的计算精度。     

基于相位差校正的谐波测量算法研究

提出基于加窗和相位差校正的谐波测量算法,对信号以相同的采样频率作2次非整周期采样．进行加窗离散傅里叶变换DFT（Discrete Fourier Transform)后,求得的相位具有基本相同的测量误差,相减后可基本抵消。构造2个数据序列作DFT,利用其对应峰值谱线的相位差计算出校正公式．对各谐波分量的参数进行校正。该算法无需对信号进行整周期采样,可有效减少泄漏误差、抑制噪声和谐波之间的干扰．从而精确测量各谐波的频率、幅值和相位。仿真结果证明,该方法实现简单、测量精度高．适合加多种对称窗的情况,具有较好的实用价值。     

FFT应用于谐波测量中频谱泄漏的分析与处理

FFT是谐波测量中使用最广的方法之一,但利用其进行测量时存在着频谱泄漏,影响测量结果准确性。具体阐述了频谱泄漏产生的原因,并分析三种减少泄漏的方法,同时比较了这三种方法之间的差异,给出了仿真比较结果。     

一种减小频谱泄漏的同步化算法

针对非同步采样情况下快速傅立叶算法进行谐波分析时所出现的频谱泄漏问题,本文分析了产生频谱泄漏的原因,提出一种应用插值函数的同步化算法,其目的是修正初次采样序列得到近似理想的同步采样点,以减小DFT分析产生的频谱泄漏.仿真结果表明该算法使频谱泄漏大大小于未同步化方法,具有良好性能、计算量小、适合于实时测量应用的特点.     

基于三谱线插值FFT的电力谐波分析算法

快速傅里叶变换在非同步采样和数据非整数周期截断的情况下存在较大的误差,无法得到准确的谐波参数。为此,文章提出一种改进的加窗插值傅里叶变换算法进行电力谐波检测。该算法通过分析加窗信号傅里叶变换的频域表达式,利用谐波频点附近的3根离散频谱的幅值确定谐波谱线的准确位置,进而得到谐波的幅值、频率及相位。推导的三谱线插值修正算法能够进一步提高谐波分析的准确性。基于该算法,通过多项式拟合的方式,得出了一些典型窗函数的谐波分析实用修正公式。通过仿真,验证了相比目前常用的双谱线插值修正算法,该算法在加相同窗函数情况下具有更高的计算准确度,从而验证了该算法的有效与实用。     

基于加Hanning窗递推DFT算法的测频方法

常用递推离散傅里叶变换(DFT)方式动态计算频谱,根据相位计算结果实时计算电网变化的频率,动态调整测量控制装置的采样频率实现同步采样。但由于截断信号会产生频谱泄漏,使得相位和频率计算结果有一定误差,采用该方法跟踪频率,实时计算电网变化的频率速度较慢。为提高频率跟踪计算速度,对加Hanning窗递推DFT算法计算频率进行了研究,利用2次加Hanning窗递推DFT求出工频基波相位经过1个工频周期后的相位变化量,再利用该变化量求出对应频率的变化量。采用加窗递推DFT有效减小了频谱泄漏的影响,提高了相位差的计算精度和速度,从而可以提高频率的计算精度和速度。该方法简单,易于实现,计算量较小,频率跟踪速度快。     

一种适用于自动准同期装置的改进傅立叶相位差算法

在微机自动准同期装置中,相位差的测量是同期判断的关键因素。目前国内大量采用零交法测量同期点两侧相位差,其在谐波等干扰条件下误差较大。相位差的傅立叶算法具有抗谐波干扰能力,但在同期点两侧频差较大时,存在计算误差。对不同步采样条件下交流信号的傅氏变换结果进行分析,对相位差的傅氏算法进行了改进,并进行仿真、实验,证明可以提高测量精度。目前该算法已经应用在具有同期功能的变电站测控装置中,获得了满意的效果。     

一种频域相位差分测频算法

提出一种新的基于频域的相位差分法,能通过多次等比延时的FFT变换,得到多个时间点相位信息,再利用前后各时间点的相位关系来消除相位模糊的问题;定量分析了FFT计算点数和变换次数以及环境的信噪比3种因素,对测频性能的影响,并得出测量误差的理论表达式.通过大量仿真结果表明,该方法的测量精度受FFT的计算点数和环境信噪比影响较小,而受FFT变换次数影响较大;因此该算法不仅稳定性好、测量精度高、对环境的依赖很低,而且计算量较小、便于硬件实现.     

基于乘法窗函数的插值FFT的谐波分析方法

针对常规加窗插值算法在使用过程中会出现不满足要求的情况,提出了一种新的乘法窗函数构造方法。以三种常规窗函数为例构造出九种乘法窗函数,并验证了基于这些乘法窗函数的三谱线插值FFT的谐波高精度分析方法。分析了新的窗函数的性能,将新窗函数应用到三插值FFT的谐波分析算法当中。仿真实验表明,构造出的窗函数在10个周期左右数据和5阶拟合条件下,相比于常规窗函数插值算法有更高的准确度。在实际工程中可根据需要选择所构造的窗函数。     

改进的基于频谱分割的InSAR绝对相位确定方法

在利用干涉合成孔径雷达重建数字高程模型的过程中,需要对干涉相位解缠,并估算残余相位模糊数确定绝对相位。频谱分割法是一种利用干涉相位与载频正比关系来确定绝对相位的频域估计算法,然而在估算残余相位模糊数时,不能有效地去除噪声点,算法精度受限。该文对频谱分割法提出了改进：通过设计合理的带通滤波器,来减小系统噪声和去相干因素对高低载频干涉相位的影响,然后根据干涉相位的分布特性,提出了聚类取整法来估算残余相位模糊数,进而确定绝对相位。与传统的频谱分割法相比,改进算法不仅提高了绝对相位的估计精度,还具有较高的运算效率。最后利用ENVISAT ASAR的实测数据验证了改进算法的有效性。     

利用频率跟踪技术减小频谱泄漏

在电网谐波测量中，频谱泄漏将引起分析误差。本文从理论上分析了频谱泄漏产生的原因，并设计了基于FPGA的128倍频系统，利用精确的频率跟踪技术实现了对周期信号整数点的采样，从而减小频谱泄漏。     

基于改进电流相差保护的微电网保护方案

针对微电网在并网运行和独立运行时不同故障特性以及微电网潮流的双向特性,引入了一种基于改进电流相差保护的微电网保护方案,该方案以IIDG输出端电压为起动判据,结合母线两端电流相位差判据,保证微电网在两种运行状态下都可以准确的区分区内外故障并切除故障线路。在PSCAD/EMTDC仿真软件上进行了算例仿真,验证了基于改进电流相差保护方案的有效性和可靠性。     

基于贝叶斯频谱估计的相位差测量及实现

针对传统的相位测量方法测量误差大,又受波形失真、频率以及噪声等条件影响的缺点,提出了基于贝叶斯频谱估计理论的相位差测量方案,有效地避免了上述问题.仿真结果证明,该方法检测精度高,可以检测的相位差值达0.0004°,具有一定的实用性和推广价值.     

基于虚拟仪器的相位测量算法研究

将虚拟仪器技术用于信号的相位测量，介绍了两种基于虚拟仪器的相位测量算法：过零法和相关分析法。通过实验数据，分析了两种算法的误差。与传统的硬件电路相位测量方法相比，基于虚拟仪器的相位测量算法具有测量精度高，抗干扰能力强，电路组成简单等优点。     

加8项余弦窗插值FFT算法

采用加8项余弦窗函数插值FFT算法的谐波分析方法可以进一步提高电力系统谐波的测量精度。为了引入加8项余弦窗函数的插值FFT算法,首先比较分析了5到8项余弦窗的频谱特性,然后推导了8项余弦窗函数插值FFT算法的计算公式,并采用三次样条插值函数计算频率修正系数和复振幅的修正系数,减少了计算量。仿真计算结果表明,相比其他加余弦窗插值FFT算法,加8项余弦窗函数插值FFT算法具有更高的精度,从而验证了该算法的有效性与实用性。