基于基相量循环移位的基波相位和频率高精度快速检测方法

基于基相量循环移位性质,指出采样序列由DFT新算法得到的基波幅角就是信号基波初相角,从而较简捷地获得了所要检测的含谐波电参量的基波分量的初相角,提高了基波相位的跟踪能力.基于等角度间隔采样原理,提出以前述所获得的基波初相角为反馈,构成相位跟踪闭环控制,以自适应调整采样间隔,实现了对被测信号频率的自动跟踪,并达到了减少频谱泄漏,提高基波检测精度的目的.DFT新算法具有递推特性,减少了计算量,实时性较好.上述结果用于有源电力滤波器中,可以精确检测出谐波及无功电流.仿真结果表明,所提出方法的正确性和有效性.     

三相电压不对称时广义谐波电流的一种新的检测方法

利用瞬时无功功率理论进行三相电压不对称谐波电流检测时会出现较大的误差,对此将扇合矢量表示法推广应用于三相不对称系统.提出了一种新的扇合变换向量,使三相系统归一化为单相系统,从而简化了三相系统基波有功分量的提取,即使在电网电压不对称时仍能准确有效检测出谐波电流.接着提出并证明了DFT的基相量循环移位性质,根据该性质得到了从三相电流扇合矢量中提取基波有功分量的递推算法,大大减少了计算量,提高了检测实时性.仿真分析对该方法的正确性和可行性进行了证明.     

三相电压不对称时广义谐波电流的一种新的检测方法

利用瞬时无功功率理论进行三相电压不对称谐波电流检测时会出现较大的误差,对此将扇合矢量表示法推广应用于三相不对称系统。提出了一种新的扇合变换向量,使三相系统归一化为单相系统,从而简化了三相系统基波有功分量的提取,即使在电网电压不对称时仍能准确有效检测出谐波电流。接着提出并证明了DFT的基相量循环移位性质,根据该性质得到了从三相电流扇合矢量中提取基波有功分量的递推算法,大大减少了计算量,提高了检测实时性。仿真分析对该方法的正确性和可行性进行了证明。     

减少频谱泄漏的一种自适应采样算法

首先叙述了频谱泄漏的概念，分析了造成频谱泄漏的原因，并总结了国内外提出的各种减少频谱泄漏的方法，提出一种等角度间隔的自适应软件同步采样算法。该算法在信号频谱分析过程中利用相量理论实现了采样频率的自适应调整。仿真结果表明，该处不仅大大减少了频谱泄漏，提出了谐波分析的精度，且增加的计算量有限，完全能够保证分析的实时性，在以交流电信号测量的基础的系统中具有较强的应用价值。     

一种高精度实时电力谐波分析算法的实现

提出了一种适于高精度实时电力谐波分析的自适应调整采样率的谐波分析方法。该方法在谐波分析的同时调整采样间隔,跟踪电网频率,大大地减少了频谱泄漏。针对该谐波分析方法本文提出了离散Hartely变换递推算法,该算法大大地减少了计算量,且算法简单易于硬件实现。     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值(幅值)与相位.然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差.提出一种混合递推的DFT相量测量算法.首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差.通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的.     

一种新的分布式并网逆变器预同步算法

介绍了一种适用于并网逆变器预同步操作的电网电压基波分量递推DFT算法。该算法既能够可靠跟踪电网电压基波分量的相位、频率和幅值,又减少了计算量,保证了算法的实时性。在此基础上,该算法根据等角度间隔采样原理提出以递推DFT运算得到的基波相角为反馈调整采样间隔,实现了对电网电压频率的自适应跟踪,减少了频谱泄漏,提高了基波同步参数检测的精度。相对于传统的锁相环预同步方法,可以在谐波和零点漂移比较严重的情况下精确跟踪电网电压基波分量,从而减小逆变器并网操作对微电网以及逆变器本身的冲击。仿真结果表明了该算法的正确性。     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值（幅值）与相位。然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差。提出一种混合递推的DFT相量测量算法。首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差。通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的。     

一种适用于同步相量测量的新算法

在异步采样的情况下,离散傅里叶变换(DFT)由于频谱泄漏及栅栏效应,计算结果不够精确,不能满足同步相量测量精度的要求.对现有的同步采样及误差消除方法进行了分析,提出了一种新的相量测量算法.通过线性插值计算,得到采样序列两相邻过零点进行频率跟踪,由所测频率对采样序列进行同步修正得到满足同步采样的新序列,采用DFT进行相量估计.仿真结果表明:该算法具有高精度、计算量小等特点,能够满足同步相量测量对精度及实时性的要求.     

基于FFT的高精度谐波检测算法

大量非线性元件的应用给电力系统带来了大量的整数和非整数次谐波，传统的谐波检测方法快速傅立叶变换（FFT）由于存在栅和频谱泄漏现象，只适用于整数次谐波的分析，而不适用于非整数次谐波的检测，因此不能够实现精确的谐波分析，非整数次谐波频谱泄漏现象是因为有限长信号的傅立叶变换与理论傅立叶变换的不同而产生的，为消除频谱泄漏误差，提高检测精度，文中详细分析了FFT算法的频谱泄漏现象，在此基础上提出了改进算法，该算法通过对FFT算法做简单变换，减少了频谱泄漏误差，降低了谐波之间的相互干扰，仿真验证了该算法的高精度检测特性，该文提出的算法具有实现简单，精度高的特点，从而为电力系统中的谐波检测和分析提供了一种有效的算法。     

基于全相位频谱分析的正弦信号高精度参数估计方法

对传统频谱分析的输入数据截断方式进行了改进,提出了全相位频谱分析,理论证明全相位频谱分析幅度谱是传统FFT频谱分析幅度谱的平方,可以很大程度上减小频谱泄露,同时,给出了其实现框图.另外.全相位频谱分析方法具有良好的相位分析性能,不受频偏影响,在信号是非整数倍频率采样情况下,由该方法分析的相位与信号真实相位误差极小,无需校正.提出基于全相位相位差法估计正弦信号幅值、频率和相位的新算法,对传统相位差法其序列的取法进行了改进,对单频余弦信号进行非整周期采样,分别用全相位相位差法和离散频谱综合相位差校正法对信号的频率、幅值和相位进行了校正.仿真结果证明该算法参数估计精度高于现有算法,具有较好的实用价值.在无噪情况下参数估计近似为无偏估计,尤其对相位的估计,误差达到0.001%.     

基于改进DFT的电力系统同步相量测量算法研究

离散傅里叶变换(DFT)在相同条件下,具有运算效率高、易于嵌入等优点,被广泛应用于电力系统同步相量测量中。但由于非同步采样及频域离散化问题的存在,DFT在进行相量测量时会出现频谱泄露和栅栏效应,使得计算结果产生误差。针对这一问题,推导了DFT在非同步采样情况的相角误差方程,利用相角差对信号频率进行跟踪测量,得到精度较高的频率值。据此,提出了基于改进DFT的同步相量测量方法,利用跟踪所得频率将DFT结果分为整数部分和分数部分,并通过等效替换对分数部分进行了修正。经仿真实验证明,该方法具备较高的抗干扰能力和测量精度,整体效果较传统算法有了很大的提升。在此基础上,利用TMS320F2812设计了一个同步相量测量装置(PMU)硬件系统,通过该系统实现了频率、幅值和相角的准确测量。     

基于汉宁窗的配电网同步相量测量装置算法及应用

配电网量测环境复杂、恶劣,输电网的传统同步相量算法难以满足要求。分析了常用窗函数下傅立叶算法的谐波抑制能力,利用3个等间隔的加汉宁窗离散傅立叶变换（FFT）推导出定间隔采样下同步相量测量算法,在理论上消除了非额定频率下的频率泄露影响,能满足高精度的相位测量要求,具有很好的谐波/间谐波抑制能力。针对多个信号同时存在时频谱泄露影响计算精度问题,分析比较了加汉宁窗FFT插值算法相对其他窗函数的优势。理论分析和实际测试表明,采用上述方案后,提升了相量、谐波/间谐波等量值的测量精度。     

基于泰勒级数和离散傅里叶变换的综合自适应相量算法

针对传统相量算法在动态过程中难以同时满足精度和速度要求的问题,提出一种基于泰勒级数和离散傅里叶变换(DFT)的综合自适应相量算法。该算法对稳态和动态情况,分别设计了时域算法和频域算法两种计算模式,并通过反推校验实现二者间的自适应切换。具体地,时域算法利用两相邻数据窗进行DFT分析,并根据特定精度要求进行简化,以此计算频率和相量;频域算法对电力信号模型进行泰勒级数展开,并通过一个数据窗的基波和各谐波含量计算相量、频率和频率变化率。仿真分析和实验测试结果均表明,在稳态和动态情况下所述算法的量测精度和响应性能均优于传统算法及相应的商用同步相量测量装置,满足实际应用要求。     

一种基于并行采样的高精度谐波分析方法

谐波分析一直是信号处理的基本方法之一.谐波分析要求对周期信号整周期采样,否则将导致频谱泄漏.本文通过对国内外一些提高谐波分析精度的有效方法的研究,在深入分析了采样周期对谐波分析精度的影响下,从傅立叶算法的基本原理出发,提出了一种新型的谐波分析方法.该方法通过双A/D并行采样值,高精度估计样点的导数,利用泰勒展开原理,简单有效地估计相应整周期采样理想序列,实现高精度谐波分析.计算机仿真证实了该方法的有效性.     

基于递归小波的相量测量算法

传统傅里叶变换算法在电网处于非稳定情况时,会由于异步采样产生栅栏效应和频谱泄漏的问题,为相量测量带来很大的误差。而小波变换是以频带的方式处理信息,对非平稳信号具有良好的识别能力。递归小波由于构造特点,通过z变换后,可以进行递归运算,便于相量估计的实现。为此提出一种自适应调节小波尺度因子的方法,利用递归小波解决电力信号的相量测量问题。主要针对电网中常见的谐波干扰、频率偏移以及故障时电力信号含有直流衰减分量等情况,应用理想信号以及PSCAD/EMTDC仿真信号检验算法的性能。大量仿真分析表明:该算法在电网频率偏移时能够精确地对信号进行相量测量,具有良好的自适应性,对含有各种干扰的电力信号也具有良好的测量能力。