基于AR模型的间谐波检测算法的研究

间谐波是频率介于两个谐波之间的信号.电力系统中间谐波问题日益突出,准确检测间谐波参数具有重要意义.由于传统的FFT算法在检测间谐波方面有一定的局限性,针对该局限性,提出了适合间谐波检测的基于AR模型的现代谱估计方法.介绍了AR模型谱估计的两种递推算法,Burg算法和改进协方差算法,并研究讨论了模型阶数选取、算法谱分辨率及谱抗噪声能力等问题,最后通过一系列仿真,证明该方法能够在较短的采样时间里准确检测出间谐波分量,在同样的采样频率和采样长度下,比FFT算法具有更高的精确度和频率分辨率,而且具有一定的抗噪声能力,在谐波检测方面有着很好的应用前景.     

基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法

自回归(Autoregressive,AR)谱估计方法频率分辨率高,但不易对间谐波幅值和相位实现精确计算;基于DFT的频谱分析方法能在辨识出各分量频率的基础上计算得到高精度的间谐波参数,但频率分辨率低。为此提出了一种结合这2种方法优势的算法来检测间谐波。首先采用基于最优窗加权修正的Burg算法估计出信号所含分量的大致频率,然后结合软件同步采样后的FFT频谱来分析计算各分量参数。同步采样时基波和谐波无泄漏,可以根据同步采样FFT谱线中只与间谐波有关的谱线来计算间谐波,此时间谐波谱线之间的相互干扰可通过利用间谐波谱线求解与间谐波参数有关的方程组来克服。最后对间谐波所靠近的基波和谐波谱线进行修正,就能保证谐波和间谐波参数精度都较高。实验证明,这种基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法能在分辨率和精度上得到兼顾。     

基于AR谱估计和插值FFT的间谐波检测方法

现有插值FFT算法是由已知仿真信号频率成分附近的谱线来修正FFT的结果,而实际信号的间谐波和谐波分布往往无法事先确定,这将给插值修正带来不便.提出AR模型谱估计与双峰谱线修正算法相结合的间谐波检测方法.根据信号的AR谱分布进行插值修正,同时提出由谱估计确定Blackman-Harris窗插值修正所需最小数据长度的方法,并采用多项式逼近的方法导出Blackman-Harris窗插值算法的简单修正公式,在减少FFT计算量的同时保证了结果的高精度.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于AR谱估计和插值FFT的间谐波检测方法

现有插值FFT算法是由已知仿真信号频率成分附近的谱线来修正FFT的结果,而实际信号的间谐波和谐波分布往往无法事先确定,这将给插值修正带来不便。提出AR模型谱估计与双峰谱线修正算法相结合的间谐波检测方法。根据信号的AR谱分布进行插值修正,同时提出由谱估计确定B lackm an-Harris窗插值修正所需最小数据长度的方法,并采用多项式逼近的方法导出B lackm an-Harris窗插值算法的简单修正公式,在减少FFT计算量的同时保证了结果的高精度。仿真结果表明了该方法的有效性。     

配网信息统计分析系统的研究与实现

在电力系统中,准确有效地确定信号中的间谐波分量,对于改善电能质量有重要意义`。研究了一种间谐波幅值和频率的估计算法--基于互高阶累积量的多信号分类法MUSIC(Multiple Signal Classification)方法,该方法可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声,在混合噪声和低信噪比的条件下,仍具有很高的谱分辨率和谱估计性能。为了证明其有效性,采用一具体的电力系统谐波模型进行仿真。仿真结果表明:在色噪声背景下,信噪比为-20dB时,且不需要对分析数据进行整周期采样,仍可以有效地估计出间谐波的频率和幅值,谱估计性能稳定,具有一定的工程应用前景。     

基于互高阶谱MUSIC法的间谐波检测

在电力系统中,准确有效地确定信号中的间谐波分量,对于改善电能质量有重要意义.研究了一种间谐波幅值和频率的估计算法-基于互高阶累积量的多信号分类法MUSIC(Multiple Signal Classification)方法,该方法可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声,在混合噪声和低信噪比的条件下,仍具有很高的谱分辨率和谱估计性能.为了证明其有效性,采用一具体的电力系统谐波模型进行仿真.仿真结果表明:在色噪声背景下,信噪比为-20dB时,且不需要对分析数据进行整周期采样,仍可以有效地估计出间谐波的频率和幅值,谱估计性能稳定,具有一定的工程应用前景.     

基于互高阶谱MUSIC法的间谐波检测

在电力系统中,准确有效地确定信号中的间谐波分量,对于改善电能质量有重要意义。研究了一种间谐波幅值和频率的估计算法--基于互高阶累积量的多信号分类法MUSIC(Multiple Signal Classification)方法,该方法可以有效地抑制非相关噪声和高斯噪声,在混合噪声和低信噪比的条件下,仍具有很高的谱分辨率和谱估计性能。为了证明其有效性,采用一具体的电力系统谐波模型进行仿真。仿真结果表明:在色噪声背景下,信噪比为-20dB时,且不需要对分析数据进行整周期采样,仍可以有效地估计出间谐波的频率和幅值,谱估计性能稳定,具有一定的工程应用前景。     

基于现代谱估计方法的间谐波检测

电力系统中的间谐波问题日益突出,因此有必要准确地检测间谐波的参数。FFT算法无法在较短的采样时间内精确检测信号中的间谐波和谐波成分,因而提出采用现代谱估计方法检测间谐波,仿真验证了该方法能够在较短的采样时间内准确检测出频率邻近的间谐波成分和多个间谐波分量。     

基于现代谱估计方法的间谐波检测

电力系统中的间谐波问题日益突出,因此有必要准确地检测间谐波的参数.FFT算法无法在较短的采样时间内精确检测信号中的间谐波和谐波成分,因而提出采用现代谱估计方法检测间谐波,仿真验证了该方法能够在较短的采样时间内准确检测出频率邻近的间谐波成分和多个间谐波分量.     

噪声情况下的时变间谐波谱估计

间谐波幅值远小于基频或其它整数倍谐波的幅值,使其对噪声非常敏感,噪声往往会将这类微弱信号淹没。另一方面,实际间谐波频谱是随时间变化的,应看作随机信号来处理。该文提出一种基于4阶累积量的可变遗忘因子递推最小二乘法(cumulants recursive least square-variable forgetting factor,CRLS-VFF),将间谐波信号看作一个时变自回归(auto-regressive,AR)模型,利用参数化谱估计方法分辨率高的优点,将间谐波谱估计问题转化为时变AR参数的估计。4阶累积量可抑制任何高斯噪声,保证算法的频率分辨率;可变遗忘因子提高了算法跟踪时变参数的能力。对根据间谐波特点构建的仿真模型及典型的间谐波源——变频装置产生的信号进行仿真,结果证明：该方法能在噪声情况下准确估计出时变间谐波的频谱。     

基于插值FFT算法的间谐波参数估计

间谐波是频率介于两个谐波之间的信号。间谐波除具有一般谐波信号的特性外 ,还会严重影响现有谐波补偿装置 ,使谐波补偿失败 ,因此准确检测间谐波的参数具有十分重要的意义。讨论了间谐波的特点及检测方法 ,提出了基于加窗插值FFT算法的间谐波参数估计 ;讨论了窗函数的选择规则 ,推导了分析窗宽度的估计公式 ,以及基于Hanning窗的间谐波频率、幅值和相位的显式估计公式。仿真结果证明 ,该算法对电网间谐波和谐波的幅度、频率和相位的估计在一定条件下具有很高的精度。     

基于多峰谱线插值的间谐波检测新方法

插值FFT算法根据检测到的频率分布修正FFT结果,而实际中间谐波频率很难确定,当间谐波信号附近含幅值较大的谐波信号时,FFT的栅栏效应可能降低检测精度。利用频率识别能力较强的线性调频Z变换（CZT）,用检测得到的与估计值邻近的4条离散频谱幅值估计间谐波参数,并根据多项式逼近推导了插值修正公式,在CZT谱频率分布指导下进行插值修正,使各次谐波和间谐波参数的检测精度得到一定程度提高,仿真证明了该方法的可行性和正确性。     

基于双窗全相位FFT双谱线插值的谐波和间谐波分析算法

在利用传统快速傅里叶变换进行谐波和间谐波分析时,由于非同步采样或非整周期截断,容易影响谐波和间谐波的检测精度.本文提出了一种基于双窗全相位快速傅里叶变换双谱线插值的电力谐波和间谐波分析算法.该算法利用双窗全相位快速傅里叶变换主谱线相位值来估计信号初相位,选择紧邻峰值频点的左右两根谱线进行频率和幅值的插值校正,结合多项式...     

基于粒子群与神经网络的间谐波测量算法研究

为了精确测量电力系统的非整数次谐波,提出一种基于粒子群与神经网络的混合算法。该算法通过FFT变换得出谐波个数和精度不高的谐波幅值、相位、谐波次数,然后初始化粒子群,再由粒子群优化算法训练神经网络,得出间谐波的各项参数。同时提出一种基于可变参数的神经元激发函数,使得谐波次数和权值一样参与调整,更有利于检测非整数次谐波。仿真实例表明,该算法能将频率相近的非整数次谐波分离,可快速、精确地获得非整数次谐波的各项参数。     

非稳态下电力谐波分析的改进FFT方法

频率偏差以及间谐波等的存在制约了非稳态下电力谐波分析的准确度,而传统FFT算法容易受到频谱泄漏和栅栏效应的影响.分析了余弦函数窗频谱特性,并提出基于余弦偶次幂窗改进FFT的非稳态谐波分析方法.在改进的FFT方法中运用最小二乘拟合法推导信号基波与各次谐波的频率、幅值和相位计算修正公式.仿真结果表明:提出的方法能有效减小基波频率波动以及间谐波的影响、提高谐波参数的计算准确度,适合于非稳态条件下的谐波分析.嵌入式系统应用验证了算法的正确性.     

基于三次样条插值时域采样重构的间谐波检测新算法

首先用加汉宁窗的插值快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法确定准确的基波频率,并且根据基波频率和时域原始采样序列,利用三次样条插值方法重构一个新的等间隔序列,重构序列是严格整基波周期截断的,而且在每基波周期内包含整数个重构点;然后用 FFT 算法对重构序列进行处理,计算出所有基波和谐波的参数;接着,将基波和谐波成分从重构序列中减掉,则剩余序列中只包含间谐波成分;最后,再次用加汉宁窗的插值 FFT 算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,每确定一个间谐波成分的参数就将该间谐波成分从剩余序列中减掉,如此循环,直至确定每一个间谐波成分的参数.该算法排除了基波和谐波对间谐波的影响,也避免了大幅值间谐波对小幅值间谐波的泄漏影响,因而对基波、谐波和间谐波参数的检测均有很高的精度,仿真和实验证明了该算法的正确性和有效性