基于稀疏复原算法的风电并网电压闪变包络线提取

闪变包络线检测是分析电压波动与闪变的关键。IEC推荐的平方检测法在闪变低频段的包络线提取误差较大,不适合风力发电并网产生的电压闪变包络线提取。文中针对风电并网引起的电压闪变问题,提出了基于稀疏复原算法的闪变包络线提取方法。以电压闪变信号的极值点作为观测序列,根据闪变包络线低频段较平稳的变化特性,构造变频宽的离散余弦变换基,利用正交匹配追踪算法还原出最佳闪变包络线。通过对单一频率闪变、复合频率闪变、基波频率变动、谐波及噪声影响的电压闪变信号进行分析,表明了该算法提取闪变包络线的准确性。最后,通过对张北柔直电网中新能源风电场实测的电压波动信号进行分析,进一步验证了所提算法提取风电并网引起的电压闪变包络线的可行性与有效性。     

基于改进k值能量算子改进Chirp-Z变换的闪变包络参数提取

能量算子快速和实时提取闪变波动信号优势突出,但易受噪声影响,制约了信号解调精度。该文深入研究能量算子的解调特性,为减小由噪声干扰引起的测量误差,建立基于改进k值能量算子的闪变包络信号的快速、准确提取方法,再将包络参数进行Rife-Vincent窗改进Chirp-Z变换谱分析与校正,提出并建立基于改进k值能量算子改进Chirp-Z变换的闪变包络参数提取算法。仿真与实验结果表明,所提算法能有效克服单一调制频率变化、多调制频率闪变信号、电网基波频率变动、谐波和间谐波以及白噪声对检测结果的影响,该方法对于噪声干扰下的闪变参数检测有更高的准确度。     

基于希尔伯特–黄变换的电压闪变测量方法

提出了一种基于希尔伯特-黄变换(Hilbert-Hunagtransform,HHT)的电压闪变测量方法,有效实现了电网同时混有调幅波、间谐波和谐波时的闪变值计算。HHT由经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)及Hilbert变换2部分组成。先用EMD把能够引起电压波动与闪变的间谐波和调幅波分别提取出来,通过Hilbert变换求出其幅值和频率信息,再运用频域法推导出来的闪变计算式分别进行加权运算,计算出各自的瞬时视感度,最后通过叠加得到总的瞬时视感度。仿真结果表明:该方法能够同时准确地测量出调幅波、谐波和间谐波的参数,无需经过带通滤波器、视觉加权滤波器和一阶低通滤波器计算出闪变值,避免了滤波器带来的误差。     

论述电压闪变测量算法

电压闪变测量算法研究的主要内容包括包络线的检测和调制分量参数的估计。总结了平方检测法、整流检测法、半波有效值检测法的局限性,分析了基于瞬时有功功率理论的检测法、时频原子法、基于Teager能量算子的检测法等三种新方法,并比较了各个方法的适用条件及优缺点。最后阐述了应用Chirp-Z变换、TLS-ESPRIT算法估计调制分量参数的两种方法。     

电压波动信号检测方法的仿真研究

对电压波动和闪变进行有效监视与管理,首要任务是要准确提取电压波动信号。通过仿真,详细比较了平方检测法、H ilbert变换法、小波分析法用于平稳及非平稳的电压波动信号检测时各自的优越性。结果表明,平方检测法和H ilbert法更适用于检测平稳的波动信号,对于谐波污染较大的非平稳信号,用小波分析法则能够得到良好的检测结果。     

用小波分析提取电压闪变的幅值调制信号

正确评价闪变污染程度并进行有效治理需要计算电压闪变的幅值调制信号。传统的检测法用FFT算法分析稳态调幅波,不能分析幅值时变的闪变信号。小波变换能够提取时变的调幅波,但已有的方法需要(拟)同步信号,在电压信号存在其它波形干扰时会引入较大误差。文中提出了一种直接利用采样电压信号,基于周期小波变换的闪变电压包络线检测方法。经过仿真算例验证,这种方法误差小、适应性强,能满足工程应用要求。     

TLS-ESPRIT法在电压闪变参数估计中的应用

传统闪变检测方法以准确提取调幅波包络线为前提,过程复杂,运算量大。将TLS-ESPRIT法直接用于闪变检测,提出将电压闪变信号通过三角函数分解转化成间谐波信号,构成数据矩阵并进行奇异值分解(SVD),通过总体最小二乘法(TLS)求解旋转方程得到频率,用最小二乘法(LS)估计幅值,并由信号转化等式求得电压闪变信号的频率和幅值。针对被间谐波污染的闪变信号,提出根据双边带特性,检测间谐波频率并进行处理。仿真结果表明：直接检测闪变信号,估计信号参数,实现过程简单,运算量小,且TLS-ESPRIT法抗噪能力强,有效提高了低信噪比条件下闪变信号的检测精度。     

TLS-ESPRIT法在电压闪变参数估计中的应用

传统闪变检测方法以准确提取调幅波包络线为前提,过程复杂,运算量大.将TLS-ESPRIT法直接用于闪变检测,提出将电压闪变信号通过三角函数分解转化成间谐波信号,构成数据矩阵并进行奇异值分解(SVD),通过总体最小二乘法(TLS)求解旋转方程得到频率,用最小二乘法(LS)估计幅值,并由信号转化等式求得电压闪变信号的频率和幅值.针对被间谐波污染的闪变信号,提出根据双边带特性,检测间谐波频率并进行处理.仿真结果表明:直接检测闪变信号,估计信号参数,实现过程简单,运算量小,且TLS-ESPRIT法抗噪能力强,有效提高了低信噪比条件下闪变信号的检测精度.     

基于能量算子和六项余弦窗频谱校正的电压闪变参数检测

风电等新能源发电并网及大量波动负荷的应用造成的电压波动与闪变已成为当前智能电网不可忽视的问题。文中通过能量算子提取电压闪变的包络信号,将闪变包络进行六项余弦窗三谱线改进FFT频谱校正,提出了基于能量算子和六项余弦窗三谱线插值的电压闪变参数检测方法,据此实现闪变参数的检测与分析。仿真实验证明:在分别含有单一调幅波调制、多频率调幅波调制、电网基波频率变动、含有谐波、间谐波和白噪声干扰时,文中的检测算法均保持较高的检测准确性,且算法实现简单、抗干扰性强,可有效实现电压闪变参数的实时在线检测。     

基于小波变换的单频时变电压闪变检测仿真研究

电压波动与闪变是衡量电力系统电压质量的重要参数,而小波变换以其优异性在电压闪变检测中得到了越来越多的应用。为了验证小波变换在电压闪变检测方面的有效性与可行性,搭建了含单一闪变分量的电压闪变信号模型。采用小波变换对电压闪变信号的检测进行了仿真分析,并将仿真结果与基于平方检测法的仿真结果进行了对比分析。仿真结果表明,小波变换不仅能够检测出电压闪变分量的幅值与频率信息,而且能够根据小波变换的模极大值确定电压闪变发生与结束的时刻,基于小波变换的检测效果优于基于平方检测法的检测效果。     

基于改进的能量算子的电压闪变参数估计

电压闪变是电能质量的重要指标,而闪变测量需要提取闪变调幅波包络.提出了一种可以精确估计电压闪变调幅波的方法,使用Teager-Kaiser能量算子方法提取闪变包络,用改进的快速傅里叶变换(FFT)分析包络得到其相应的幅值、频率.考虑到FFT在非同步采样时的误差,选用旁瓣性能优良的Nuttall窗和精度较高的三谱线插值法改进FFT.给出了相应的算法公式步骤,并通过仿真试验证明所提方法的准确性和有效性.该方法计算量小,并具有较高精度,易于硬件实现.     

Hilbert–Huang Transform Based Approach for Measurement of Voltage Flicker Magnitude and Frequency

Voltage flicker is a non-stationary waveform for which direct spectral analysis is not appropriate. To overcome this difficulty, a Hilbert–Huang transform based technique is proposed here. Hilbert–Huang transform is a new signal processing method that can be used in the analysis of non-linear and non-stationary signals. In the suggested method, the recorded voltage signal is decomposed into Hilbert–Huang transform components, namely the empirical mode decomposition and intrinsic mode function components. These components are used in the calculation of the frequency and amplitude of voltage flicker. The clear success of empirical mode decomposition in depicting envelope variations of a sinusoidal waveform has been the main motivation for the adoption of Hilbert–Huang transform in flicker analysis. Simulations are performed over waveforms, including single- and multiple-flicker frequencies and flicker with harmonic, voltage sag, and voltage swell. The waveforms are selected as pure sinusoids, as well as harmonically rich voltage waveforms. Simulation results show that the proposed methodology constitutes a plausible way to analyze voltage flickers, making it an alternative to the available flicker analysis tools.     

基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变测量

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加,配电网中的电压闪变也越发严重,因此需要对其进行检测和分析,为进一步的治理奠定基础。而IEC推荐的闪变测量方法只能给出闪变的统计性评价指标如短时闪变严重度和长时闪变严重度,此种指标无法说明闪变的具体参数特征。为此,文中给出了基于数学形态滤波和Hilbert变换的电压闪变快速测量计算方法。其中,基于数学形态学的滤波方法相比传统的数字滤波方法计算速度更快,更易于硬件实现,而且能够在保留电压闪变信号扰动特性的前提下有效地去除电压闪变信号中含有的尖峰脉冲、白噪声,高频噪声等干扰,将去噪后的信号进行Hilbert变换可准确地测出闪变的包络,为进一步测量电压闪变的有关参数奠定了基础。仿真试验证明了所提方法的有效性。     

Hilbert变换求取电压闪变有关参数

随着电力系统中大容量冲击负荷的不断增加，配电网中的电压闪变也愈发严重，因此需要对其进行检测和分析，进而提出具体的治理方案。基于统计评价的指标只能定量地给出闪变的强弱或严重程度，而无法说明闪变的具体参数特征。文中提出基于Hilbert变换的电压闪变参数化快速计算方法，能够计算出闪变调制的频率和幅值，以及电压闪变的近似均方根幅值和基波频率。针对含有高次谐波的闪变信号，提出应用小波去噪方法将高次谐波作为噪声滤去的实用预处理方法。去噪后的信号再进行具体参数的计算。仿真以及现场采集的闪变信号的实例验证了此方法的可行性和准确性。     

基于FFT和HHT的Kaiser窗校正的风力发电机组电压闪变测量

由于电压闪变是非平稳信号,根据IEC闪变仪规范设计的闪变仪,在实际应用中无法直接进行频谱分析。提出了基于快速傅里叶变换(FFT)和希尔伯特黄变换(HHT)的Kaiser窗校正的风力发电机组电压闪变测量方法。分析了Kaiser窗的旁瓣特性和HHT的原理,通过Kaiser窗减少频谱泄露,利用FFT进行滤波,最后用HHT得到闪变包络。仿真实验结果表明,提出的算法可以测量出闪变发生的时间,并能有效克服单频闪变包络频率变化、多频率成分闪变包络频率变化、电网基波频率波动、谐波、间谐波及白噪声对检测结果的影响,其测量结果不仅稳定而且误差较小,还可以得到闪变发生的起止时间。实验进一步证明了该算法的有效性。     

基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的电压闪变参数估计

提出了新的闪变参数估计方法,该方法在Hilbert变换提取闪变包络线的基础上,用Pisarenko谐波分解估计各调制分量的频率和幅值。在估计过程中,用FFT分析得到Pisarenko谐波分解所需的调制分量个数,解决了闪变调制分量个数不确定的问题。在设定噪声条件下,用所提方法分别对单一频率和多频率调制的闪变进行仿真,并将所得估计值与FFT频谱分析方法所得结果进行了比较,验证了所提方法可以更准确得到低频调制信号幅值和频率的优点。     

基于数学形态滤波的电压闪变检测研究

电压闪变信号中经常混叠有随机噪声,针对Prony近似频谱估计算法对噪声较为敏感的缺陷,将数学形态学滤波和Prony分析相结合应用于电压闪变检测研究。首先利用数学形态学滤波法对含噪闪变信号进行去噪处理,再通过Prony算法和Hilbert变换分析并提取去噪后的特征信息。仿真结果显示,该方法有利于提高Prony算法对闪变信号的精确分析,同时验证了其可行性与准确性。     

基于FFT的闪变值离散化测量及误差校正

IEC推荐的电压闪变测量方法设计复杂,实现较困难;在IEC闪变测量原理的基础上,基于FFT的离散化算法可以简化闪变值的计算过程.根据国家标准中对电能质量监测设备通用要求,选取合适参数对简化算法进行了仿真;同时,针对离散化算法主要环节的误差分析,对计算结果进行了误差校正.     

Hilbert变换在电压闪变检测中的应用

利用Hilbert变换(HT)对配电系统中的电压闪变水平进行检测,并用等纹波滤波器来实现HT。与文献中所用方法相比,该文所用方法在数学上更简单,实现更容易。HT能够检测配电系统中的电压闪变和系统频率的变化,精度高,使电压闪变补偿装置更容易控制。采用了不同的电压闪变信号验证该方法。通过Mat-lab仿真,简述了影响检测精度的不同因素。仿真结果验证了HT的检测能力,表明HT在检测电压闪变方面具有良好的性能.