基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差.提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法.该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°.并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除用异步采样值测量电功率时产生的误差.仿真计算结果表明,基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法具有很高的精度.     

基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法

在异步采样情况下,利用Hilbert变换测量无功功率会产生较大的误差。提出了一种基于插值FFT算法重构的Hilbert变换测量无功功率的新方法。该方法用离散傅立叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)实现Hilbert变换,将各次谐波电压分别准确移相90°。并利用加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法分别对周期信号电压和周期信号电流的基波及谐波的幅值、相位、频率进行计算,形成经过加汉宁窗(Hanning)插值快速傅里叶变换(FFT)算法修正后的频谱,以克服信号频谱泄漏的影响,消除     

用准同步离散Hilbert变换测量无功功率

由电路理论知,测量无功功率可采用电压信号移相90°的方法,而Hilbert变换正好满足此要求。为便于计算机计算采用离散Hilbert变换时由采样误差或电网频率发生漂移而导致的测量误差,可采用准同步采样方法来提高测量精度。采用准同步离散Hilbert变换可获得较高的无功功率测量精度。     

用准同步离散Hilbert变换测量无功

由电路理论知Q =1T ∫2π0 u(x - π2 )i(x)dx。u(x - π2 )即为电压信号移相 - 90°,而Hilbert变换正好满足此要求。为便于计算机计算采用离散Hilbert变换。由采样误差或者电网频率发生漂移导致的测量误差可以采用准同步方法提高精度。采用准同步离散Hilbert变换可以获得较高的无功测量精度     

无功功率测量的Hilbert数字滤波器研究

利用Hilbert变换测量无功功率能获得较高测量精度.本文分析了HIlbert数字滤波器在无功功率测量中的应用;采用窗函数法和等波纹切比雪夫法设计了FIR型Hilbert数字滤波器;证明等波纹切比雪夫法所设计的Hilbert数字滤波器较窗函数法有较好的性能,更能较好的提高无功功率测量精度.     

基于Hilbert滤波器的无功功率计量算法研究

针对目前常用的计算无功功率的方法在谐波含量不断提高的情况下存在较大误差,采用基于Hilbert数字滤波器的无功功率计量算法,将电压的基波及各次谐波成份都移相-90°并保持幅值不变,采用有功功率计量方法来计量无功功率;分别采用最优设计法和半带滤波器法设计了FIR型和IIR型Hilbert数字滤波器,仿真得出相应的幅频和相频特性,并比较得出在含有24次谐波的电网环境下,两种类型的无功功率计量系统具有相似的计量精度,而FIR型滤波器具有更佳的相位均衡性。     

一种基于Hilbert数字滤波的无功功率测量方法

提出了一种基于Hilbert数字移相滤波的无功功率测量方法。该方法不仅能测量正弦电路中的无功功率，而且在给定的定义下，也适合于测量含有谐波的非正弦电路中的无功功率。由于该方法是在对电压、电流信号采样后，通过直接进行移相滤波和简单的数值计算测量出无功功率，避免了现有方法中通过测量电压、电流有效值和有功功率计算无功功率所带来的误差。此外，由于所设计的Hilbert数字移相滤波器具有优越的频率响应特性，即使对于相当高次谐波无功功率的测量，也能获得很高的测量准确度。所测无功功率的正负值还可以直接用于判断负载的性质。该方法在将模拟电压、电流信号转化为数字采样信号之后所进行的处理工作都是数字化的，设计简单、便于实现。文中所提出的方法已用于某种高精度数字多用表的设计中。     

一种基于Hilbert数字滤波的无功功率测量方法

提出了一种基于Hilbert数字移相滤波的无功功率测量方法。该方法不仅能测量正弦电路中的无功功率，而且在给定的定义下，也适合于测量含有谐波的非正弦电路中的无功功率。由于该方法是在对电压、电流信号采样后，通过直接进行移相滤波和简单的数值计算测量出无功功率，避免了现有方法中通过测量电压、电流有效值和有功功率计算无功功率所带来的误差。此外，由于所设计的Hilbert数字移相滤波器具有优越的频率响应特性，即使对于相当高次谐波无功功率的测量，也能获得很高的测量准确度。所测无功功率的正负值还可以直接用于判断负载的性质。该方法在将模拟电压、电流信号转化为数字采样信号之后所进行的处理工作都是数字化的，设计简单、便于实现。文中所提出的方法已用于某种高精度数字多用表的设计中。     

基于Hilbert变换的非正弦电路无功及瞬时无功功率定义

非正弦电路无功功率及瞬时无功功率尚无统一的定义。文中从传统单相正弦电路功率的另一种表述出发，给出了基于Hilbert变换、适用非正弦单相电路的无功功率以及瞬时无功功率定义。其中，无功功率定义为电压Hilbert变换与电流共同作用产生的平均功率，瞬时无功功率定义为电压Hilbert变换与电流无功分量瞬时值的乘积，而电流无功分量定义为电流在电压Hilbert变换上的投影。该定义满足功率定义的一般要求，具有与有功功率及瞬时有功功率定义相同的表示形式和特性，同时满足方向性和平均性条件。最后通过具体算例验证了其正确性。     

基于分段插值同步化算法的谐波测量

传统的基于FFT的电力谐波测量方法由于频谱泄漏问题,在测量基频偏移信号或者频率不断波动的非稳态周期信号时存在着较大的误差。现采用一种时域插值的方法对非同步采样序列进行重新定位,依据序列的二次差商大小对信号进行分段并分别采用线性插值和Hermite插值两种算法进行二次同步化。在基频偏移固定和基频不断波动的两种情况下进行仿真计算。结果表明,分段插值同步算法能够适用于上述两种情况的谐波测量,在兼顾计算效率的同时,满足了GBT 17626.7-2008国标规定的精度要求,是一种具有实用性的方法。     

基于Hanning自卷积窗和三谱线插值的 谐波无功功率测量方法

本文提出一种基于Hanning自卷积窗和三谱线插值的谐波无功功率测量方法。根据Budeanu关于无功功率的定义,直接计算无功。计算所需要的谐波频率、幅值和相位则通过采用基于Hanning自卷积窗和三谱线插值的算法得到。Hanning自卷积窗可以有效抑制信号的频谱泄漏。三谱线插值利用幅值最大的谱线及其相邻2根谱线能够确定谱线的准确位置,进而得到谐波的频率、幅值和相角。相对于采用重构的方法,直接计算无功功率的方法要简单。在Matlab平台上的仿真表明,基波频率波动的情况下,本文所提方法得出的结果比基于双谱线插值算法得出的结果具有更高的准确度。     

基于改进遗传算法的配电网无功优化

针对传统遗传算法在电网无功优化领域应用中存在的不足,结合配电网的特征,建立了综合考虑全年网损、电压品质和补偿设备投资的无功优化数学模型。同时应用自适应遗传算法对传统遗传算法的遗传算子和终止判据等进行了改进,提出了一种配电网无功优化的改进遗传算法,使其计算效率和全局寻优能力均有提高。实例计算表明,其优化效果优于传统遗传算法。     

基于改进遗传算法的电力系统无功优化

遗传算法是一种模拟生物进化过程的优化算法,可用于求解包含离散化变量的复杂优化问题,该文将遗传算法应用于电力系统无功优化,并对常规遗传算法的编码方式、遗传算子以及终止判据等方面进行了改进,使用该文提出的算法对IEEE6、IEEE30节点系统进行了无功优化计算,结果表明该改进遗传算法应用于无功优化是合理可行的。     

Hilbert变换在无功电能计量中的应用研究

希尔伯特变换在数字信号处理理论和应用中有着十分重要的作用,它维系着对离散序列进行傅里叶变换后的实部和虚部之间或者幅度和相位之间的关系.而现代电力工业的高速发展对无功电能计量提出了更高的要求.本文阐述了无功计量理论及Hilbert移相无功算法及其仿真应用,并给出了采样点平移无功算法与Hilbert移相无功算法的误差对比.数据表明Hilbert移相无功算法具有移相准确,计量精度高的特点,本算法已在以DSP为运算单元的多功能电能表中应用.     

基于改进遗传算法的无功综合优化

简要分析了传统的电力系统无功优化方法的局限性之后,提出了一种快速有效的求解方法——改进的遗传算法(IGA)。在简单遗传算法(SGA)的基础上,提出了自适应遗传算法,该算法采取了与个体分布散度成正比,并随最优个体保留代数成指数上升的自适应变异率;同时也采取了自适应的交叉率．该交叉率与群体中最大的适应度值和每代群体的平均适应度值有密切的关系。算例表明提出的算法优化效果好．而且在精度上和收敛速度上都有较大的提高。     

基于人工鱼群算法的电力系统无功优化

尝试将人工鱼群算法(AFSA)用于电力系统无功优化,建立了相应的优化模型,对IEEE6、IEEE14节点系统及某地区实际电力系统进行了无功优化计算,并与遗传算法(GA)、改进Tabu搜索算法(MTSA)进行了比较,结果表明AFSA鲁棒性强,全局收敛性好,用于电力系统无功优化计算是有效、可行的。     

基于Lagrange插值频率估计的数字电能计量算法

传统电能计量系统中电网电压/电流波形信号的采集由电子式电能表完成,电能表内部设计了频率跟踪电路,在电网频率出现波动的情况下能同步采样,电能计量误差小。在数字电能计量系统中电网波形的采集由电子式互感器或合并单元的A/D采样模块完成,由于电子式互感器或合并单元采集后到的电网波形信号需要组帧传输给后续不同的数字化设备使用,其采用固定的采样频率,所以,在电网频率出现波动的情况下,不能实时跟踪电网频率而改变采样频率实现同步采样,电能计量误差大,因此,为减小在频率波动条件下的电能计量误差,提出一种数字电能计量新算法,该方法利用三次拉格朗日(Lagrange)插值算法提取出电网基波频率,并利用离散傅里叶变换(DFT)算法的栅栏效应进行波形成分提取,实现电能计算,该方法实现简单,通过实验仿真验证了其电能计量误差小,具有实用价值。     

基于S变换与Hilbert变换动态无功功率检测

根据电力系统实际情况，提出一种结合S变换和希尔伯特变换检测Budeanu定义的无功功率的方法。S变换可高效准确地求出各频率分量的电压、电流有效值。Hilbert变换将各次频率分量电压分别平移90°，不受频带宽度的限制。该方法可以检测出各频率分量的无功功率和总无功功率。通过仿真和实测数据试验结果表明，该检测方法精度高，满足实际电网需求。