一种基于傅式变换算法的系统频率变化求取方法

通过对正弦信号经傅氏算法变换后的结果分析,发现随着数据窗的推移,傅氏算法得到的相量实部和虚部满足一个恒等式,由此提出了一种基于傅氏变换算法的系统频率变化求取方法,该方法能够精确测量电力系统的基波频率。为了验证算法的有效性,分别对信号中不含谐波、信号中含有谐波和频率动态变化三种情况进行了仿真,测试结果证明该方法实现简单、准确,能够满足电力系统对频率测量精度及实时性的要求。     

一种基于傅式变换算法的系统频率变化求取方法

通过对正弦信号经傅氏算法变换后的结果分析,发现随着数据窗的推移,傅氏算法得到的相量实部和虚部满足一个恒等式,由此提出了一种基于傅氏变换算法的系统频率变化求取方法,该方法能够精确测量电力系统的基波频率.为了验证算法的有效性,分别对信号中不含谐波、信号中含有谐波和频率动态变化三种情况进行了仿真,测试结果证明该方法实现简单、准确,能够满足电力系统对频率测量精度及实时性的要求.     

一种基于傅氏算法的高精度测频方法

该文仔细研究了正弦信号经傅氏算法变换后的结果，发现随着数据窗的推移，傅氏算法得到的相量实部和虚部满足一个恒等式，由此得到一种新的测频方法。为了提高谐波情况下测频的精度，以前一次频率测量值为基础进行迭代，在对采样数据插值的基础上，使得迭代很快的收敛，仅需23ms左右的时间，即可准确求出基波频率。分别对原始信号为纯基波、存在谐波和噪声等情况进行了仿真，结果表明，算法在各种情况下都具有很高的计算精度。     

一种快速软件频率跟踪法

使用傅里叶级数基波的实部和虚部2个同方向变化的过零点之间的时间差测量信号频率存在跟踪速度较慢的问题,针对此,在推导傅里叶级数基波实部和基波虚部的表达式、分析得出基波实部导数的过零点与基波虚部的过零点一样的性质的基础上,提出利用基波实部和基波虚部乘积的导数作为输入信号,通过该输入信号相邻2个过零点之间的时间差求取信号频率的测频算法。理论分析得出该方法能够在1／4周期内跟踪出信号频率;仿真分析表明该方法能够较快地跟踪信号的频率,跟踪精度较高。     

利用傅氏算法求取正确的基波及谐波分量初始角方法的研究

在采用微机实现的故障保护、远距离测量等场合,从测量信号中提取正确的有用信号至关重要,而提取正确有用信号的前提条件是优秀的测量方法、手段及正确的算法 傅氏算法是一种简单而有效的算法,它能有效地消除高次谐波,算法稳定性好、精度高。但如果直接利用基本的傅氏算法公式从信号中提取基波及谐波分量,则有时所求得的基波或谐波分量的相角并不正确。本文对如何利用傅氏算法来求取正确的基波或某次谐波初相角方法分二种情况进行了研究,分析了原因,提出了改进办法,仿真试验证明效果良好。     

基于三次样条插值信号重构的微网谐波及间谐波分析算法

针对微网中基波频率的变动及谐波和间谐波的存在,提出了一种基于三次样条插值信号重构的谐波及间谐波分析算法。首先用加Hanning窗双插值快速傅里叶变换(fastFourier transform,FFT)算法得到微网的实际基波频率,根据实际基波频率对采样频率进行修正;然后采用三次样条插值算法对原始采样信号进行重构,对重构信号用加Hanning窗双插值FFT算法得到基波和各次谐波;最后从原始信号中减去基波和各次谐波,对剩余信号再次运用加Hanning窗双插值FFT算法来确定各次间谐波成份。仿真结果表明,使用该算法对微网的谐波及间谐波进行分析,能够提高分析精度。     

基于无迹Kalman滤波的基波分量提取

针对全波Fourier和Kalman滤波算法在提取基波分量时对频率偏移敏感和直流偏移量抑制能力差的缺点,提出了一种新的基波分量提取算法。首先以故障信号的直流偏移量、基波角频率和基波分量作为状态变量,建立信号的非线性状态空间模型。然后采用无迹Kalman滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)在信号的非线性模型基础上估计出基波分量。此外,滤波算法还能够实时估计出信号的直流偏移量和基波频率。通过多个算例仿真对算法进行验证与测试,仿真结果证实了算法的可行性和有效性。仿真结果表明,算法对频率突变和直流偏移量突变具有良好的适应性,能快速准确地提取出基波分量。     

一种基于半波傅氏算法的继电保护快速算法

本文通过半波傅氏算法的实部与Ｍａｎｎ－Ｍｏｒｒｉｓｏｎ算法的组合，提出了一个快速的保护算法。该算法的数据窗是半个周波加两个采样点，而其滤波效果却大大优于半波傅氏算法。此算法能较大地消除非周期分量对基波分量的影响。其程序与计算非常简单。已用电磁暂态仿真程序ＥＭＴＰ进行了大量仿真实验，验证了此算法的优良性能。     

基于Prony算法的基波频率测量方法

针对电网频率跟踪测量的问题,提出了一种基于Prony算法的基波频率测量方法。首先通过CIC组合滤波器从原始信号中提取出基波信号,再利用Prony算法进行频率跟踪测量。该方法可以有效地抑制原始信号中的直流、谐波和噪声,降低测量系统的基波频率测量偏差。实验仿真结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,测量结果满足电网监测和电能计量的精度要求。     

基于三次样条插值信号重构的谐波间谐波检测算法

针对基波和谐波对间谐波以及间谐波之间的频谱泄露的影响,提出了一种基于三次样条插值信号重构的谐波间谐波检测方法。该方法首先用加汉宁窗插值的快速傅里叶变换(FFT)算法求得精确的实际电网基波频率,根据实际的基波频率,利用三次样条插值对原始的信号进行重构,然后用加汉宁窗插值的FFT算法对重构信号进行处理,求得基波和各谐波的参数,再把基波和各谐波从原始信号中减去。对剩余的信号再次用加汉宁窗插值的FFT算法进行处理,得到各间谐波的参数。对于频率相近的间谐波采用补零法进行频段划分,各频段进行加窗插值后得到较精确间谐波参数。最后,算例仿真误差结果验证了该方法的有效性。     

一种快速的软件频率计算方法

频率测量是电力系统测控装置和保护装置的基本功能.频率测量的快速性和准确性将深度影响电力系统测控和保护装置的性能,从而影响到电力系统的稳定性.为提高频率测量的快速性,提出了一种全新的频率测量算法.该算法可以在5/4周波内测量出被测对象的频率,具有极强的实时性.首先对计算傅里叶级数实部的核函数进行移相.然后分别采用移相前后...     

LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法

针对封闭环境中语音信号受到混响影响,提出了LCMV分频的改进维纳滤波后置波束形成算法。该算法通过计算麦克风阵列接收到含混响信号的短时傅里叶变换得到频域阵列信号,对频域阵列信号分频处理,将分频的信号进行线性约束最小方差波束形成滤波处理,该波束滤波根据每个频段上混响时间不同的特性对频域阵列信号进行分频处理后,将波束形成算法分别应用到高低频中,以提高混响抑制的精度;再由频域阵列信号的组合功率谱进行维纳后置滤波以抑制混响,由麦克风阵列接收到混响信号的直达波和反射波之间不相关性及麦克风阵列接收信号的空间信息解决维纳滤波器的精确估计问题;最后由逆短时傅里叶变换恢复出时域信号。仿真结果表明,该算法对混响抑制具有明显的改善;且在混响时间600 ms条件下语音增强系统的PESQ值提高了0.26。     

基于单节点重构改进小波包的电力系统谐波分析算法

在传统小波包算法中,虽然提高了频率分辨率,但是各子带存在产生虚假频率成分的情况,应用于电力系统谐波分析将产生严重的频率混叠现象。应用单节点重构改进小波包快速算法,利用快速傅里叶变换（FFT）和快速傅里叶逆变换（IFFT）对各子带信号进行处理,并调整滤波器组使子带频带顺序排列。通过仿真实例将改进算法的结果与传统算法进行对比,结果证明,改进算法能更有效地避免重构信号中的频谱混叠和交错现象。     

消除非周期分量影响的改进傅里叶算法

傅里叶算法不仅具有滤除整数次谐波的能力,也具有很强的抑制非整数次谐波的能力,在电力系统信号分析中得到了广泛使用,但是传统傅里叶算法会受非周期分量的影响而产生较大的计算误差。在定量分析非周期分量可能造成的计算误差基础上,提出了一种改进傅里叶算法。先通过对两个不同工频周期下的采样值进行积分,计算出非周期分量参数,再从传统傅里叶算法的计算结果中将误差剔除。将泰勒级数的误差计算方法进行了拓展推导,并设置了应用条件以及优化措施,使改进傅里叶算法能够较好地兼顾速度与精度。分别采用静态模型信号和Matlab/Simulink仿真信号进行验证。结果表明,相比于传统傅里叶算法而言,改进傅里叶算法有效消除了非周期分量的影响,具有良好的计算精度和实用效果。     

Improvement of Accuracy of Power System Spectral Analysis by Coherent Resampling

The coherent resampling (CR) algorithm, which improves the accuracy of discrete Fourier transform (DFT)-based power system frequency analysis, is described in the paper. The algorithm uses extended Kalman filter for instantaneous frequency tracking and fractional B-spline resampler for signal approximation. The CR algorithm is a software counterpart of synchronous sampling, i.e., sampling, synchronized with fundamental frequency of the signal. CR may either be applied to previously noncoherently sampled signals or to work in realtime. Frequency estimation, amplitude spectrum estimation and THD factor estimation results obtained by presented algorithm are compared to those obtained by other methods. Both simulated and real signals were used for tests. Brief summary of realtime DSP implementation of CR algorithm is also given.      

Frequency measurement of distorted signals using Fourier and zero crossing techniques

An approach to the design of a digital algorithm for network frequency estimation is proposed. The algorithm is derived by using the Fourier and zero crossing techniques. The Fourier method is used for digital filtering and the zero crossing technique is applied to the cosine or sine components of the original signal, which is usually corrupted by higher harmonics. The algorithm showed a very high level of robustness as well as a high measurement accuracy over a wide range of frequency changes. It can be used for frequency tracking in power networks when higher harmonics are present in the voltage or current signals. The theoretical basis and practical implementation of the technique are described. The performance of the developed algorithm has been verified by the computer simulations, and the field and laboratory tests.     

一种提取基波分量的高精度快速滤波算法

为满足微机继电保护速动性的要求,短数据窗傅里叶算法得到了广泛应用.在系统发生故障期间,电压电流信号中包含大量的非周期分量与谐波分量,这将极大地延迟传统半波傅里叶算法的收敛速度.为此提出了基于狭窄带通滤波与半波傅里叶算法相结合的快速滤波算法,该算法充分利用了狭窄带通滤波算法对低频和高次谐波良好的抑制作用,同时结合了半波傅里叶算法计算实部受衰减直流分量影响小的特点,计算速度快,且滤波效果明显优于传统算法.     

基于频率测量值的相量及电气量的DFT修正算法

为解决频率偏移时电力系统相量及电气量的测量误差大的问题,提出了一种改进的离散傅里叶(DFT)修正算法。建立了相量的实部、虚部与幅值、初相角、频率偏移量之间的函数关系式,根据此关系式得到实部、虚部与频率之间所满足的一个恒等式。在频率已知条件下计算出修正后的相量幅值和相角,进一步推导出了修正后的相量实部与虚部,最后得到其他电气量的修正算法。仿真结果表明,当系统频率偏移时,在信号为纯正弦信号,或者含有高次谐波及随机噪声等情况下,算法均可有效地提高相量及电气量的计算精度。同时,该算法对采样频率和频率误差不敏感,计算量小,不增加额外的延迟时间。     

消除暂态过程影响的滤波算法及其在故障测距中的应用

电力系统故障暂态过程中,电压、电流信号包含着衰减直流等暂态分量,这必然对故障暂态过程电气量的获取精度产生影响.通过构建精确求解基频及整次谐波分量的非线性方程以及将其转化为线性方程进行求解,并针对离散化积分引入的误差进行修正,提出一种能完全滤除衰减直流分量的高精度、高稳定的滤波算法.通过对各种典型信号及幅频特性的分析,验证了该算法计算精度高、稳定性好,且对非整次谐波等故障暂态分量具有较强的抗干扰能力和抑制作用,其在故障测距中的应用表明该算法能有效提高故障暂态过程中的测距精度.