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.     

基于重采样的三相谐波检测瞬时无功功率法

提出了基于重采样的谐波检测方法，克服了数字化谐波检测瞬时无功功率法计算量大的缺点。当信号的最高频率为ω时，第1次采样频率为ωf≥4ω。需要补偿N′次以下的谐波电流时，重采样频率应不小于(N′ 1 n)ω0(ω0为基波频率)。当一个周期内的采样点数为Nl时，重采样频率为ωmin＝(Nl／4)ω0。在重采样的基础上，继承了瞬时无功功率理论谐波检测方法的思想——将基波电流转变成直流分量，据此设计了一个数字谐波检测系统。仿真实验表明，该系统既具有数字系统的准确性和稳定性，又克服了数字滤波器计算量大和实时性差的问题，其动态跟随性有所改善。     

非均匀采样和最小二乘法在间谐波检测中的应用

间谐波的频率是基波频率的非整数倍,并且幅值一般远小于基波和谐波的幅值,这些特点决定了对它的检测难于对谐波的检测。该文提出一种基于非均匀采样和最小二乘法的间谐波检测方法。非均匀采样由于其不受采样频率限制、频率分辨率高及抗混叠的优点,能在短数据长度下准确地检测出信号中相近的频率成分,并实现低采样频率下的高阶谐波测量。最小二乘法则可解决由于非均匀采样带来的频谱噪声问题,逐次消除检测出的大幅值信号,从而检测出幅值较小的间谐波信号,并准确估计出间谐波的幅值和相位。仿真实验表明：该方法可准确地检测出频率与基频相近,幅值远小于基波的多个间谐波,及实现低采样频率下的高阶谐波测量     

电网谐波与间谐波检测的分段Prony算法

将Prony算法应用于谐波与间谐波检测时,存在采样参数及模型阶数难以确定的问题;另外由于现代电网谐波与间谐波频率范围广,直接进行Prony分析的辨识结果往往不精确。针对这些问题提出了一种分段Prony算法,首先依据信噪比和均方差来确定模型阶数;然后根据谐波与间谐波的频率范围进行频段划分,确定各频段的采样频率及采样时间;最后根据各段采样参数进行分段Prony分析,并综合各段分析结果,得出各频段谐波与间谐波的频率、幅值、衰减因子及初相位。仿真算例验证了该算法的有效性。     

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.     

基于滤波器组和小波包变换的超高次谐波检测方法

随着分布式可再生能源占比的逐渐增加及电动汽车充电桩等设备的广泛应用，低压配电网中超高次谐波问题日益严重。由于超高次谐波具有高频率、宽频域的特点，进行超高次谐波检测时要处理的数据量大、检测速度慢，同时超高次谐波还具有时变性，传统以傅里叶变换为原理的检测方法难以对非平稳信号进行检测。针对上述问题，应用模拟滤波器组对信号进行下采样，降低采样频率，减少检测过程中要处理的数据量；应用小波包算法检测时变的超高次谐波分量。仿真计算结果表明，所提方法能够准确测量信号中的超高次谐波分量，计算速度较快，并可以对非平稳信号进行检测。     

消除负频率影响的低频间谐波快速检测方法

对电网采样信号进行离散频谱分析时存在负频率分量,负频率对低频间谐波分量具有干扰作用;当间谐波频率邻近基波、谐波或直流分量时,其频谱会泄漏到附近的基波、谐波或直流谱线上,此时会产生主瓣干涉而无法准确检测间谐波。建立了包含负频率在内的间谐波数学模型,通过组建和求解不同位置的谱线方程组,消除了负频率的影响,得到低频间谐波参数的显式求解公式,实现了在IEC标准同步采样要求下对低频间谐波的快速检测。特别是当间谐波与附近的基波、谐波或直流分量间隔小于1个频率分辨率时,该方法仍能在有限的采样数据长度下快速精确地检测出间谐波。仿真结果表明,该方法不受直流偏移和谐波分量的影响,同时具有较好的检测速度和抗噪性能。     

交流采样频率对功率测量的影响

提同了交流采样技术中采样频率的选择原则。导出了交流采样频率与所考虑高次谐波之关系。按我国公用电网谐波含量限制，研究了交流采样频率对各谐波功率测量的影响。最后分析了交流采样技术的适用范围。     

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。     

基于小波变换的电力系统谐波检测方法研究

基于小波多分辨分析,提出了一种采样频率的选择方法,可有效地提取基波信号和谐波信号。首先将谐波信号进行小波分析,选择合理的分解层数,在此基础上讨论了在不同范围内的采样频率对谐波检测的效果所造成的影响,通过仿真实验验证了所提出的采样频率选择方法的正确性。将该方法用于基于F2812DSP的谐波检测装置中,在配网自动化系统中进行长时间运行与测试,结果表明该方法具有计算速度快,反应灵敏等特点,能够实时跟踪谐波的变化。     

一种新的电力系统谐波间谐波两步检测法

提出了一种新的基于邻近谱线抵消及加窗TDA的谐波间谐波两步检测法。IEC对于谐波间谐波检测推荐的采样窗口长度为十个周波,在此前提下,研究了同步采样下谐波和间谐波之间的频谱干扰特性,提出采用两步法对谐波和间谐波分开进行分析。对于各次谐波,利用邻近谱线抵消手段抑制了间谐波对其频谱的干扰;间谐波的时域对应TDA后的差分信号,考虑到各间谐波频谱之间的干扰及栅栏效应,通过加窗双谱线插值提高间谐波检测精度;当某一间谐波频率与谐波频率较为接近时,提出加窗TDA法抑制拟谐波偏差信号主瓣对间谐波的影响。通过仿真分析表明,在同步采样条件下,此方法对于谐波和间谐波有着较高的检测精度。     

基于递推离散傅里叶变换和同步采样的谐波电流实时检测方法

目前普遍采用的谐波检测方法存在工频周期延时、计算量大等不足,文章提出了一种基于离散傅里叶变换的快速谐波检测方法。该方法采用递推方式动态更新频谱,并根据相位计算结果实时跟踪电网频率变化,动态调整采样频率,实现同步采样,有效抑制了电网频率波动对检测精度的影响。4种不同情况的仿真实验结果表明,该方法实现简单、计算量小,能实时检测出基波与指定次谐波的参考指令电流。     

一种新的电力系统谐波间谐波两步检测法

提出了一种新的基于邻近谱线抵消及加窗TDA的谐波间谐波两步检测法.IEC对于谐波间谐波检测推荐的采样窗口长度为十个周波,在此前提下,研究了同步采样下谐波和间谐波之间的频谱干扰特性,提出采用两步法对谐波和间谐波分开进行分析.对于各次谐波,利用邻近谱线抵消手段抑制了间谐波对其频谱的干扰;间谐波的时域对应TDA后的差分信号,考虑到各间谐波频谱之间的干扰及栅栏效应,通过加窗双谱线插值提高间谐波检测精度;当某一间谐波频率与谐波频率较为接近时,提出加窗TDA法抑制拟谐波偏差信号主瓣对间谐波的影响.通过仿真分析表明,在同步采样条件下,此方法对于谐波和间谐波有着较高的检测精度.     

密集型谐波检测的压缩采样方法

压缩采样已成为电力系统中复杂谐波畸变信号实时采集和密集检测的发展趋势。文中针对谐波和间谐波检测,提出一种新型压缩采样检测方法。分析得到稀疏度的相关定理和推论,提出多重提取梯度追踪(MEGP)算法,提升谐波分量、特别是间谐波分量的检测精度。考虑频谱泄漏影响,构造窗稀疏测量(WSM)矩阵,生成简单且对所有分量有效。实验表明,MEGP算法至少可将频率、幅值、相位检测精度分别提升0.000 53Hz、0.011 2个百分点和0.071°,WSM矩阵则可将信噪比提升约30dB。所提压缩采样检测方法对频率、幅值和相位的检测误差在0.004 03 Hz、0.001 73%和0.037 221°以内,满足国家标准要求。     

基于重采样和反馈的单相系统谐波检测方法

为了缩短数字低通滤波器的动态时间和计算量,提出了基于重采样和反馈理论的数字化谐波检测方法。根据反馈理论设计了一个单相数字谐波检测系统;根据重采样的谐波检测方法,克服了数字化谐波检测瞬时无功功率法计算量大的缺点。重采样方法降低了计算量,反馈理论加快了动态相应时间。通过相应设计的数字系统可实现电网谐波电流实时精确地提取。仿真试验表明,此谐波检测方法既保留了数字滤波器的准确性,又克服了数字滤波器跟随性和实时性差的问题。     

MUSIC算法在间谐波信号检测中的应用及优势

间谐波问题是影响电力系统安全稳定的重要因素之一.传统方法无法在短采样时间内检测出信号的谐波和间谐波,且误差较大.因而提出了采用空间谱估计算法中的MUSIC算法进行检测,并通过仿真与Burg算法进行比较,验证了方法在短采样时间内检测出信号基波附近间谐波的优势.     

基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法

采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时,信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象,严重影响了检测精度。针对以上问题,提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度,依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌,即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明,该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。     

基于参数估计的工频交流信号过零时刻检测方法

智能电网调试工程中广泛应用数字化检测设备,其相位准确度可通过工频交流信号过零时刻检测装置转换成时间准确度的检测,而当前大多数工频交流模拟信号过零检测方法用于电网同期检测,其准确度均达不到微秒级要求。本方法通过对输入信号进行连续采样,分别使用峰值检测及Levenberg-Marquardt算法估计正弦模型的相对频率和相位参数,并根据模型及估计的参数计算准确的过零时刻。在MATLAB上实现了该算法及模拟环境,改变信号的采样频率、估计信号长度、谐波分量及信噪比等参数,分别对算法进行测试。仿真结果表明,该算法在采样频率100 ksps,拟合数据长度不小于104时,对谐波含量1%以内,信噪比40 d B以上的工频交流信号过零时刻的估计误差为1μs左右。