基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正。为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差。由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值。为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数。通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度。     

基于加窗递推DFT算法的快速相位差校正法研究

计算谐波的相位差校正法利用间隔一个周期的两段连续N点时域采样信号并进行两次N点FFT变换,利用其对应离散谱线的相位差计算出频率变化量对幅值和相位进行校正.为了减少两次FFT运算量和提高实时性,采用了加余弦窗的递推DFT算法并利用间隔一个采样周期的两次DFT变换计算其对应离散谱线的相位差.由于加Blackman-harris窗函数的频谱泄漏影响小计算精度高,为了提高计算精度,采用加Blackman-harris窗截断,结合Blackman-harris窗的幅值修正系数公式可以准确校正幅值.为进一步提高计算速度,在计算幅值修正系数时还利用了嵌套形式的三次样条函数.通过仿真计算结果可以看出,频率误差小于0.000 1 Hz,幅值误差小于0.02%,相位误差小于0.5%,具有较高的精度.     

基于Hanning卷积窗的DFT介质损耗角测量算法

在高压电气设备介质损耗角在线监测中,DFT算法用于介质损耗角(介损角)测量时,系统频率的波动所造成的非同步采样将会产生泄露效应,从而会影响介损角测量精度。文章详细地分析了DFT算法非同步采样造成的泄露效应,提出了一种基于Hanning卷积窗的DFT介质损耗角测量算法。该算法采用Hanning卷积窗对电流和电压信号进行加权,利用频谱相位差校正法进行频谱校正以获得基波相位,根据电流与电压的基波相位差计算出介损角。通过仿真给出了该算法在电压频率波动和白噪声变化时计算所得介损角的变化情况,通过分析验证了该算法的有效性。     

Hanning自卷积窗及其在谐波分析中的应用

加窗插值FFT算法可以有效降低频谱泄漏和栅栏效应对谐波分析精度的影响.本文提出一种由Hanning窗进行自卷积运算得到的Hanning自卷积窗,分析了卷积阶数对主瓣宽度、旁瓣电平和旁瓣衰减速率的影响,计算了1~4阶Hanning自卷积窗的主瓣、旁瓣性能参数,给出了基于Hanning自卷积窗的双峰插值FFT谐波分析算法.仿真结果表明,Hanning自卷积窗具有优良的频谱抑制性能,基于Hanning自卷积窗的双峰插值FFT算法能有效消除各次谐波间的相互干扰,适合于电力谐波的高精度检测,与已有加窗插值FFT谐波分析算法相比,精度有明显提高,且便于嵌入式系统实现.     

基于相关Hanning窗插值的间谐波分析算法

为了在非同步采样的情况下提高谐波、间谐波分析的精度,提出了一种基于相关Hanning窗插值的间谐波分析算法。文中分析了相关Hanning窗零相位特性和幅频特性;推导了基于相关Hanning窗的谐波、间谐波的频率、幅值和相位的估计公式。仿真实验表明,所提出的算法对于电网谐波的参数估计有很高的精度。较著名的Rife-Vincent(Ⅲ)和Blackman-Harris四项窗相比,其谐波参数测量精度有全面的提高。所提出的算法尤其适用于测量弱小的二次谐波参数和弱小的间谐波参数。     

基于递推DFT算法数字滤波器的研制

推导出递推DFT算法，并采用该算法实现了电力系统谐波与基波的分离，仿真和试验表明该算法具有计算量少、实现简单、滤波效果良好的优点，可用于基于交流采样的电力系统滤波和数据采集系统。     

相位对DFT测频分辨率影响的研究

频率分辨率是指所采用的算法能够被识别的两个单音信号的最小频率间隔,在实际测量中,通常根据频率分辨率确定所需要的最小采样点数.在现有的信号处理文献中,一般认为DFT频率分辨率为△f=fs/N,然而在实际应用中,根据此定义确定的采样点数往往不能满足要求.文中以两个等幅单音信号为例,分析了这种现象产生的原因和信号相位对DFT测频分辨率产生的重要影响.文中给出了Matlab仿真结果,提出了实际工程应用中采样点数选取的建议公式.     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值（幅值）与相位。然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差。提出一种混合递推的DFT相量测量算法。首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差。通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的。     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值(幅值)与相位.然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差.提出一种混合递推的DFT相量测量算法.首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差.通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的.     

基于递推DFT同步相量测量算法的研究

为了减小测量误差,设计一种计算量小、采样精度高、可同时测量相角、频率和幅值的方法,笔者分析了同步相量的主要测量算法和现有同步相量测量方法.由传统的DFT算法引入计算量少的递推傅里叶算法,通过变换得到一种改进型递推离散傅里叶算法,并给出频率测量的方法,对同步向量测量进行误差分析,并提出改进措施和方案.实验由高精度和可调节...     

DFT递推算法及其应用

谐波分析是信号处理的重要内容,在生产、研究中应用极其广泛。离散傅里叶变换(DFT)是利用采样数据计算信号的频谱的一种数学工具,其计算量较大,难以用于在线实时频谱分析。该文系统介绍了DFT的递推算法,较好地解决了这一问题。     

基于频域伸缩的改进DFT算法

离散傅里叶变换是对电力系统稳态信号进行频谱分析的最基本数学工具,也是国际电工委员会推荐用于谐波和间谐波测量的变换方法。该方法在分析窗口长度与实际信号周期不符时,各单独的谐波成分在频域会出现栅栏效应。文章提出一种基于频域伸缩的改进DFT算法,该方法将频域信号做了适当伸缩,能直接在离散谱线上得到幅值和相角,克服了栅栏效应,避免了插值运算,从而提高了效率。利用MATLAB分别仿真加窗和噪声对算法的影响,并和其他方法进行比较。仿真结果证明了基于频域伸缩的改进DFT算法的有效性,准确性和稳定性。     

基于相位差校正的电网频率高精度测量

电网频率是重要的电能质量指标之一,频率的高精度测量同时也是许多应用技术的基础。该文介绍一种基于相位差校正的电网频率测量方法。理论分析和仿真表明这种方法具有较强的抗干扰性,其频率测量精度主要与信噪比、频率偏差及采样数据的长度有关。该方法原理简单、运算速度快、校正精度高,能够满足电力系统测量实时性要求。     

一种频域相位差分测频算法

提出一种新的基于频域的相位差分法,能通过多次等比延时的FFT变换,得到多个时间点相位信息,再利用前后各时间点的相位关系来消除相位模糊的问题;定量分析了FFT计算点数和变换次数以及环境的信噪比3种因素,对测频性能的影响,并得出测量误差的理论表达式.通过大量仿真结果表明,该方法的测量精度受FFT的计算点数和环境信噪比影响较小,而受FFT变换次数影响较大;因此该算法不仅稳定性好、测量精度高、对环境的依赖很低,而且计算量较小、便于硬件实现.     

基于四阶Hanning自乘窗FFT三峰插值的电能计量新算法

为了进一步提高加窗插值算法的计算准确度,文章提出一种新型五项余弦组合窗函数—四阶Hanning自乘窗函数,并基于该窗函数拟合推导出了加窗FFT三峰谱线插值的通用幅值、相位和频率修正公式;利用这些通用插值修正公式,提取出被测电压、电流信号基波和谐波的幅值、相位和频率参量,进而精确计算出基波电能和谐波电能。仿真结果表明,由于该窗函数具有较好的主瓣和旁瓣性能,可有效地抑制频谱泄露和栅栏效应的影响,故基于它构建的电能计量新算法具有较高的计算准确度。     

改善电力系统谐波分析的加窗插值算法和递推傅氏算法

傅里叶变换进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏将影响谐波分析的效果;通过加窗和插值可以改善谐波分析的准确度。采用基于两根谱线的加权平均来修正幅值的算法,利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式;同时,提出了用傅里叶递推算法来改善谐波分析的实时性。仿真结果验证了算法的有效性和可行性。     

基于滑窗DFT算法的并网逆变器多目标协调控制方法

由于传统并网逆变器协调控制方法中没有检测畸变电流,导致控制过程中计算时间增加,控制效果不理想。针对这些问题,提出一种基于滑窗离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transformation, DFT)算法的并网逆变器多目标协调控制方法。利用自适应抽样算法自动调整采样时间,引入滑窗DFT思想构建有源滤波器,通过滤波器对并网逆变器中的畸变电流进行检测。对并网逆变器中功率和坐标两者之间的关系进行分析,采用比例积分(Proportional Integral,PI)并联重复的复合型控制器对输出电流进行实时跟踪控制。同时根据线性叠加原理,获取并网逆变器的等效被控对象模型,简化补偿控制器设计,最终实现并网逆变器多目标协调控制。经实验测试证明,所提方法能够将计算效率提升14.6%,控制后的波畸变率下降幅度达到15.8%,功率因数增长幅度达到14.9%。     

基于递归算法的复杂辐射状配电网可靠性计算

提出了一种将递归算法和等值法结合的复杂辐射状配电网的可靠性评估算法。该算法针对配电网结构的递归性特点,首先将配电网分层处理,采取左子女—右兄弟的二叉树表示方法将网络分层存储为树型数据结构形式,然后通过对树的递归遍历将配电网的子馈线进行合理的可靠性等效,简化为一个形式简单的网络。在遍历过程中递归调用可靠性计算公式,最终得到整个配电网的负荷点可靠性指标和系统可靠性指标。实例计算验证了该方法的有效性。