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Hilbert Huang变换的SSVEP相位提取

稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)被广泛应用于脑-机接口和大脑的认知研究,相位信息是其重要的特征指标之一.针对快速傅里叶变换在SSVEP相位提取中受不确定性原理约束的特点,提出了一种基于Hilbert-Huang变换的SSVEP相位提取方法.该方法通过经验模态分解将脑电信号分解为一系列固有模态函数(intrinsic mode functions,IMF),并通过分析各模态函数瞬时频率的均值判断该IMF分量是否属于噪声.若为噪声则将其从原始信号中滤除,再对滤波后的各IMF分量进行Hilbert变换,并与基准信号做运算即可求得SSVEP相位.实验结果表明,与快速傅里叶法相比该方法可在去除噪声分量的同时提取SSVEP的相位信息,且具有较高的准确率、精度和自适应性.     

基于布莱克曼窗的双窗全相位傅里叶谐波分析

为了提高谐波和间谐波的参数估计精度,本文提出了基于布莱克曼窗的双窗全相位傅里叶新算法。该方法首先将输入数据分为N段,每段数据加两次布莱克曼窗,然后对新形成的N点数据分段进行傅里叶变换;进而,利用全相位傅里叶和传统傅里叶的谱分析结果,对全相位谱分析结果进一步校正,从而得到精度更高的谐波及间谐波估计结果。相比于其他如加汉宁窗的方法,本文提出的新方法有更高的信号参数估计精度。因不受谐波及间谐波频率范围的影响,本文方法可以应用于同步相量测量设备中,实现对于所有谐波的准确检测。仿真结果验证了本文方法的有效性。     

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%.     

(19期已排版）基于全相位Fourier变换的电力系统相量测量新方法

提出了一种基于全相位Fourier变换(apFFT)的电力系统相量测量新方法。该方法利用apFFT良好的抑制频谱泄露能力以及"相位不变性",实现了PMU装置快速、准确的相位估计,然后采用时移相位差谱校正法实现了频率以及幅度参数的估计。文中给出了算法具体的计算流程,并采用ARM9微处理器完成了新型PMU测量装置硬件设计。仿真实验表明,在无噪情况下本文方法接近于无偏估计,在参数估计的RMSE相同时,与传统算法相比,本文算法可提供7 dB左右的信噪比增益。     

傅立叶展开法测相位的误差分析

应用离散傅立叶变换法测量正弦信号相位差可以克服时间间隔测量法对随机噪声、谐波失真和零点漂移等比较敏感的弱点,但是采用离散傅立叶变换法测量相位差时,存在相位测量不确定度与测试信号信噪比、量化精度、采样点数和测量时间的优化问题.在简单介绍用离散傅立叶变换(DFT)法测量正弦信号相位的基本原理和实现方法的基础上,重点分析了测试信号信噪比与相位测量不确定度的关系,得出了测试信号的相位测量不确定度与DFT变换后测试信号的信噪比成反比的结论.同时给出了提高测试信号的信噪比可以通过减小噪声总能量、增加采样点数、提高测试信号的幅度等来实现.最后对分析结果进行了仿真验证,仿真结果与理论分析结果一致.在IPD测试仪设计中,以上述结论为依据进行设计,实际测量结果与理论分析比较吻合.     

汉宁双窗全相位FFT三谱线插值检测谐波算法

在非同步采样情况下,利用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时,会带来频谱泄漏现象和栅栏效应,影响了信号的量测精度.为此,提出了一种汉宁双窗全相位FFT三谱线插值检测谐波算法.该算法原理是:在汉宁双窗全相位FFT分析的基础上,利用基波频点附近的3条相邻谱线幅值作比,计算出频率校正量,并由此估计出谐波信号的幅值;...     

小波分析在电力系统谐波相位检测中的应用

为了防止电力系统谐波危害,保证系统安全运行,必须确切掌握电力系统中谐波的实际情况,正确分析电能质量.根据电网谐波中既存在稳态谐波分量又有暂态谐波分量的特点,依据小波分析具有对非平稳信号的分析和处理能力及多分辨率的特性,将小波变换理论应用于电网谐波检测中,提出了利用小波变换实现测量信号各次谐波相位的方法.仿真算例表明,小波多分辨分析法能够正确地提取电力系统的谐波信号,利用小波分解的尺度系数能得到各次谐波的精确相位,验证了该方法的可行性.     

基于迭代傅里叶变换的交流电压基波幅值与相位检测

针对电力系统中交流电压信号基波幅值与相位的检测,提出了一种迭代傅里叶变换计算交流基波电压幅值和相位的方法,该算法利用每次电压采样数据进行一次加减法计算即可获得准确的基波电压幅值和相位,通过仿真实验验证了该算法不仅较传统的锁相环技术能够获得更快的跟踪速度和更高的相角精度,而且还比基于离散傅里叶变换的锁相技术节省大量计算时间。     

基于改进递归小波的电力系统频率测量

信号复小波变换的相位谱包含了信号变化的丰富信息,利用电压信号的复小波变换相位信息检测电力系统频率,具有不受电压信号畸变影响、抗噪声能力强、精度高等特点.通过电压信号在特定尺度的改进递归小波变换(IRWT)系数的相位变化周期,可得到电压信号的频率.对理想信号和畸变信号的仿真计算结果验证了该算法具有精度高、速度快、鲁棒性强等特点,市电电压的频率实测结果表明该方法可用于实际电力系统频率的测量.     

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。     

基于傅里叶变换的精确频率测量算法

传统的傅里叶频率测量算法,通过傅里叶算法求出相邻2个周期的相位,采用相位差对采样频率进行修正和迭代,计算量大而精度差。文中根据严格推导得到傅里叶算法计算值的准确数学形式,通过对相位差的三角函数进行分解展开,代入傅里叶算法计算值,即可在不需要计算相位的情况下得到相邻2个周期相位差的准确值,从而得到真实的信号频率。仿真分析结果表明,该算法精度高,计算量小,实现简单,完全适合于微机保护测控类装置的实际应用。     

基于小波变换的行波故障选相研究：第1部分 理论基础

结合行波分析和行波故障选相探讨了二进小波变换的性质和小波分解与重构算法,研究了暂态电流行波和其小波变换模极大值之间的关系,为构造新型行波故障选相元件奠定了理论基础。     

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.     

新型四相输电方式与三相变四相变压器

概要分析了四相输电的主要优点。论述了四相输电中的关键设备三相变四相变压器接线原理及电磁变换关系,为新型四相输电方式的研究及应用提供理论依据。     

基于小波变换接地故障选相判据的改进

研究了目前基于小波变换的故障选相判据,发现在发生接地故障时,由于没有考虑线模、零模的不同传播速度和不同衰减情况,无法准确确定故障相。提出了一种改进判据．首先用有无零模分量判断是否发生接地故障;对单相接地故障,进一步用线模间的关系进行选相．不再考虑零模分量大小;对两相接地故障,利用故障相电流分量突变量大于非故障相电流分量的突变量,运用已有的线模分量判断故障相。编制了相应的程序。算例仿真结果显示．改进判据对各种短路类型均能作出正确选相。     

基于故障暂态电压的故障选相算法的研究

讨论了各种故障类型下的高频暂态电压的特征,提出一种利用小波变换的暂态电压选相新算法。该算法利用暂态电压模分量的小波模极大值和各相电压的李氏指数值,从而可以实现可靠选相。对某典型的500kV线路进行了仿真,结果表明,该算法在各种故障条件下均能准确、快速地选相。     

断路器瞬动特性检测技术的研究

介绍了断路器瞬动特性的检测技术。为了产生不同等级试验电流 ,采用改变变压器变比与电动调压相结合的方法 ,为了消除暂态电流 ,保证检测精度 ,阐述了一种基于快速傅立叶变换 (FFT)的交流选相合闸技术的原理以及实现方法 ,最后介绍了计算机控制的断路器瞬动特性检测设备。     

基于混合窗的改进全相位谐波相位检测算法

在实际谐波检测过程中,传统傅里叶算法只能做到非同步采样,这样就无法避免栏栅效应和频谱泄露的存在,导致谐波检测中相位检测精度相对较低。针对此问题,提出hanning窗和4项5阶nuttall窗的二阶混合卷积窗,用其在相位检测中做预处理,并以此提出基于混合卷积窗的改进全相位傅里叶算法,该算法在谐波相位检测中能有效提高谐波相位检测精度。分别在白噪声和频率波动的影响下做仿真验证,并与传统的加窗插值算法作对比分析。仿真结果表明,文中优化算法在谐波相位检测中具有较大优势,提高4个数量级的精确度,且具有较强抗白噪声和频率波动能力。