非同步采样下电力系统相量测量修正算法

非同步采样条件下,利用傅里叶变换进行相量分析将出现由频谱泄漏造成的误差。针对工频交流正弦信号中基波电压偏移且采样频率恒定而引起的非同步采样误差,推导了非同步采样下傅里叶变换结果表达式,建立了离散傅里叶变换相角与幅值的误差模型,得到相角和幅值误差与频率偏移量和采样初始相位角的函数关系,提出了基于基波正序分量法的相角与幅值修正算法。所提算法不需要对信号施加特殊的窗函数。仿真和实测结果表明,在基波频率波动剧烈、高斯白噪声存在、非同步采样程度较大的情况下,利用较少的计算量便可准确地获得信号的相角和幅值,适用于电力系统相量的高精度快速测量。     

可实现误差估计的移相量计算方法

针对移相干涉仪中移相器的标定,提出了一种基于干涉图计算移相量的迭代方法。该方法分为两步:首先假设移相量已知,构建三元最小二乘方程计算位相;然后假设位相已知,构建二元最小二乘方程计算移相量,同时依据三角函数关系和遍历原则,建立估算移相量计算误差的参数。利用计算机仿真和实验验证了提出方法的有效性。计算机仿真显示:提出的方法比已有算法计算精度更高,而且误差估计值与实际计算误差偏离小于15%。在Fizeau干涉仪上开展了验证实验,利用两个电容位移传感器测量了镜架的位移。计算结果与电容传感器测量结果非常吻合,最大偏差仅为0.7nm。另外,利用本文方法得到的误差估计值为0.52nm,显示测量结果和计算结果的偏差在误差估计值范围内。所提出的方法可以高精度地提取移相量,且能给出移相量计算误差,是一种简单可靠的移相器标定方法。     

发电厂中同步相量测量系统的改造及应用

同步相量测量系统(PMU)主要利用了高精度的GPS对时信号,对发电厂中的重要电气参数如机端电压、电流、功角等进行实时测量,通过专用的网络传输通道上传采集数据至电力系统调度中心。电力系统调度中心的值班人员能够实时监视系统母线电压相量和发电机各电气参数的变化,这样更加便于对电力系统稳定性进行实时计算、分析,有效加强了对电力系统的预防性控制,也有利于故障时采取紧急措施。现结合徐州华润电厂三期PMU系统的改造情况,介绍其在发电厂中的应用情况。     

基于DFT的电网频率精确计算

频率是电能质量的重要指标,也是评价电力系统运行特性的重要参数之一。频谱泄露和栅栏效应会导致DFT算法在计算相量同步相角时存在误差,且计算误差与频率偏移的大小成正比。传统的DFT频率测量算法在计算系统频率时忽略了该部分的影响,使得频率计算出现较大偏差。在考虑该部分计算误差的基础之上,提出基于DFT的电网频率新算法,该算法在考虑频率偏移时DFT计算相角误差的基础上,利用相隔一个采样周期的相角测量值。通过计算相角差反向求解系统的实际频率,并通过Matlab仿真实验,验证了该算法在频率线性、正弦变化时的计算精度。     

基于GPS同步信号源的电能相量测量系统研究

以大规模配电网的电能相量测量为研究对象,采用全球定位系统(GPS)接收器开发了一种适合于同步信号源的电量连续监测技术。与专业的相量测量装置不同,所提出的测量方法仅需使用通用型数据采集卡(DAQ)和处理软件即可实现对电能相量的测量,利用高精度GPS接收器实现不同远程装置之间的数据同步,结合长度固定窗口和长度可调窗口2种测量方式对同步相量的绝对相位进行评估。通过对模拟信号和实际信号的测试分析,结果表明,DAQ可以达到与专业硬件相同的同步精度数量级,且所提出的2种测量方式的精度均满足配电网系统状态估计、控制和继电保护的要求。     

一种应用于智能变电站的多功能测控装置研究

提出数字化装置智能平台的概念,详细探讨了多功能测控装置中测控及同步相量测量的模块功能及算法实现。     

输电线路工频量参数测试方法综述

在阐述国内外输电线路工频量参数的测量研究现状以及测试技术发展历程的基础上,综述了目前国内外输电线路工频量参数测试的主要方法,包括基于变频原理的线路参数测试、基于同步相量测量的线路参数在线计算、基于GPS的互感线路零序参数带电测量、非全相运行情况下的参数在线估计等等,并分析了各种方法的基本原理、适用范围及其优缺点,对各种参数测试方法的应用前景作出了初步的评价。     

电网相量同步动态监测系统

介绍了基于GPS（全球卫星定位系统）和现代通信技术发展起来的一种全新的电网监测和控制手段——全网相量同步动态监测技术和应用该技术实现的电网相量同步动态监测系统的构成，并就该系统中相量测量装置（PMU）的设计原则和核心算法，以及系统通信方式的选择等关键技术进行了研究，同时对全网相量同步动态监测技术的应用前景进行了探讨，重点介绍了其在系统动态过程监测、不稳定预测、系统状态估计和失步保护与故障定位等方面的应用。     

基于时间戳技术的光纤长度精确测量方法

本文提出了一种基于时间戳技术的光纤长度测量方法.利用IEEE1588精密时间同步协议的线路时延不对称导致同步时间偏差的原理,测量同步时间偏差,反推线路时延差.并通过一路已知长度的参考光纤,计算得到被测光纤的长度.同时利用时间同步协议的同步信号和延时请求信号测量机理对称的特点,交换来回两线路上的光纤,来均衡此两线路上光脉冲色散和光电探测器性能的不对称性.将客户端和服务器至于同一时基,来消除同步时间偏差中客户端和服务器时钟不一致的影响.最后利用该方法测量了两根长度为3 227.722m和25 491.522m的单模光纤,不确定度分别为0.578m和0.758m.故此测量方法精度高且范围大.     

基于时域线性插值的信号周期方法及误差分析

信号周期或信号基波周期的准确测量是周期信号分析的重要环节.基于时域线性插值的周期检测方法是非同步采样情况下的常用方法,该算法通过计算信号与设定阈值的交叉点间的时间间隔来获得信号周期.插值算法的测量不确定度主要受到阈值、采样频率和信噪比3个因素的影响,推导出了3个影响因素与测量误差之间的关系式,并进行了理论分析.仿真实验证明,通过选取信号平均值作为阈值,提高采样频率,利用带通滤波器降低噪声干扰等方法,可有效地减小插值算法测量误差,提高测量准确度.时域插值算法在谐波分析仪中的应用验证了该算法的实用性.     

液压动力系统运行状态识别技术研究

以机械工程中液压动力系统为对象 ,在理论分析以及大量试验研究的基础上 ,给出了基于电流信号功率谱特征的液压动力系统 4种运行状态标准模式。提出了基于灰色关联度计算的模式识别方法 ,该方法能很好地识别出液压动力系统正常以及电动机故障、机械故障、油泵故障的发生。此外 ,灰色关联度算法简单、计算量小 ,可以实现在线监测。     

New reactive power calculation method for electric arc furnaces

In this study main reactive power calculation methods are evaluated and compared. Furthermore, a novel simple method that can be used for calculation of reactive power in electric arc furnace (EAF) plants is proposed. The focus here is on their application in the control system of static VAr compensators (SVCs). SVC can compensate only the fundamental harmonic component. So the reactive power signal used in the control system should be sensitive only to the main harmonic component. In addition, the reactive power calculation should be fast enough that SVC can follow the quick changes of the load to mitigate the flicker efficiently. To compare various reactive power calculation methods and to evaluate the proposed method, the simulated known loads are used beside huge amount of practical data recorded in Mobarakeh Steel Company in Isfahan/Iran. Results show the proposed method has the best performance for SVC control system.     

基于模糊控制的电动助力转向系统控制方法研究

基于模糊控制的基本原理及模糊控制器的设计方法,对模糊＂PID参数整定的方法进行研究。针对电动助力转向系统,设计了一种模糊自整定PID参数控制策略,利用MATLAB软件对控制算法进行仿真。通过仿真实验,证明了所设计的电动助力转向系统控制算法将PID控制和模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性相结合,提高了电动助力转向系统的助力控制性能。     

光伏发电系统直流串联微弱故障电弧检测方法研究

光伏发电系统直流故障电弧因随机性强、信号微弱、容易受负载突变影响而难以准确检测.根据光伏电池U-I输出特性,文中分析光伏发电系统直流串联微弱故障电弧产生机理,通过搭建光伏发电系统故障电弧模拟实验平台,分析了微弱直流串联故障电弧信号特性;进而提出了一种基于电流小波能量熵特征的检测直流串联微弱故障电弧的方法.该方法先计算电...     

基于匹配追踪稀疏分解的电能质量扰动检测

根据基于冗余字典的匹配追踪(MP)信号分解思想,提出一种电能质量扰动信号的参数检测与特征波形提取方法。在MP算法的每次迭代中,首先采用快速傅里叶变换(FFT)搜索能量最大的频率成分,然后采用基于离散Gabor原子中心区域的简化内积计算方法获得扰动参数的估计值,并以该估计值作为初始解,采用BFGS算法做局部搜索,进而获得精确匹配参数,并结合基于递归的内积计算确定扰动的起止时刻,最后根据电力信号扰动波形特点,设计合成字典,确定与扰动成分最匹配的波形。对单一和混合电能质量扰动信号的分解实验表明,该方法可以实现扰动参数的快速精确检测,进而有效提取扰动特征波形,并具有较好的抗噪性能。     

基于DDS算法的12导联心电信号发生器设计

心电信号发生器是研发智能心电仪器的关键设备,心率连续可变是心电信号发生器研究的难点。提出了一种用DDS(direct digital frequently synthesis)算法合成心率连续可变的多导联心电信号的方法,并在基于ARM的嵌入式实时操作系统uC/OS-II上用软件实现了该方法。首先证明了用软件实现DDS算法产生心电信号的可行性;针对心电信号的频率特点给出了算法的基本参数;并根据DDS算法思想给出了一种查找表(LUT)长度调整的方法;最后分析了本方法误差的主要来源,通过理论推导得出系统误差为26×10-6。实验结果证明本方法行之有效,具有理论和实际意义。     

基于ANSYS的动力总成悬置系统的尺寸优化设计

利用A N SY S软件对某载货汽车动力总成悬置系统的结构进行了尺寸优化设计。通过建立优化数学模型,选择算法参数,得到了满足三向刚度要求的橡胶悬置的几何参数。     

工程机械混合动力系统实验台测控系统

为了研究工程机械混合动力系统的机电耦合特性和轴系的振动特性,研制了由柴油机、电动机和液压泵共轴连接组成的工程机械混合动力系统实验台.设计了由工控机、PCI总线控制卡和组态软件组成的实验台测控系统,分析测控系统输入信号和控制信号的数量与类型,确定测控系统控制策略的设计原则和开发过程.通过在柴油机输出轴的端面布置3个加速度传感器实现柴油机工作时曲轴的振动特性,对不同负载功率下柴油机曲轴的振动特性进行试验测试.测试结果表明,柴油机曲轴的振动能量集中在径向,轴向的振动能量可忽略不计;设计的测控系统能实现混合动力系统轴系振动性能测试.     

基于奇异值和奇异向量的振动信号降噪方法

针对复杂的转子振动信号中同时存在随机噪声干扰和工频噪声干扰的问题,提出了基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法。首先,对振动信号进行奇异值分解(singular value decomposition,简称SVD),根据奇异值谱确定振动信号有效奇异值阶次;其次,对有效阶次范围内的奇异向量进行快速傅里叶变换(fast Fourier transform,简称FFT),依据幅值谱筛选出对应于工频噪声的奇异向量;最后,利用其余的奇异值和奇异向量进行重构得到降噪的时域信号。通过仿真信号和工程试验信号对该方法进行了验证,结果表明,基于奇异值和奇异向量相结合的降噪方法,不但能有效降低振动信号中的随机噪声干扰,还能有效降低工频噪声干扰,同常用的陷波器方法相比所提出方法具有明显优势。     

核电厂DCS系统相关的人因陷阱识别与优化措施

本文以田湾核电厂5号机组调试过程为依据,从人机接口设计方面分析调试期间数字化仪控系统(DCS)存在的典型人因失误陷阱,其中包括现场控制站间通讯信号检索问题、DCS系统信号传递问题、现场控制站工程版本问题、工艺系统流程图画面问题,并提出相应的优化措施。经过整个调试过程的跟踪验证,这些优化措施在避免此类人因陷阱方面起到了很好的效果,可供其他核电厂DCS系统调试参考。