基于分裂基快速傅立叶变换的电力系统谐波分析

基于快速傅立叶变换(FFT)的电力系统谐波分析难以实现同步采样和整数周期截断,易造成频谱泄漏,影响谐波分析精度.为提高FFT的精度,比较几个典型的窗函数,提出基于加凯瑟窗的插值分裂基快速傅立叶变换算法.仿真分析结果表明该算法能提高FFT计算精度,满足谐波参数测量的精度要求.     

基于优化分裂基FFT算法的APF谐波检测策略

有源电力滤波器(APF)是一种具备动态谐波抑制和无功补偿功能的新型电力电子装置,对电流谐波实时准确快速检测是决定APF性能的一个重要环节。快速傅立叶变换(FFT)是目前应用广泛的谐波检测方法。然而,传统FFT算法计算复杂、存在时间延迟、实时性差、容受电网电压波形畸变或频率波动的影响,影响谐波检测的准确性和效率,降低APF的补偿效果和综合性能。由此,本文提出一种基于分裂基FFT算法的APF谐波检测与补偿策略,通过蝶形运算对偶序号输入使用基-2算法,对奇序号输入使用基-4算法,比传统基-2算法减少10%以上运算量,比传统基-4算法减少2%以上运算量,可有效降低FFT算法复杂程度,增强谐波检测实时性;采用汉宁窗对分裂基FFT算法进行优化,提升谐波检测精度与抗干扰能力,保证APF谐波检测与补偿效果和整体性能。通过三相四线制APF样机实验验证了所提谐波检测与补偿策略的正确性和有效性,在负载突变的情况下,重新到达新稳态的调节时间可缩短约25%。     

应用FFT进行电力系统谐波分析的改进算法

采用快速傅立叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时很难做到同步采样和整数周期截断，由此造成的频谱泄漏将影响到谐波分析的结果。通过加窗以及采用插值修正算法可以改善计算谐波频率、相位和幅值的准确度。该文针对已有算法存在的问题，提出了一种基于两根谱线的加权平均来修正幅值的双峰谱线修正算法，利用距谐波频点最近的两根离散频谱幅值估计出待求谐波的幅值；同时，利用多项式逼近方法获得了频率和幅值修正的计算公式，这些改进能够进一步降低泄漏和噪声干扰，提高谐波分析的准确性。基于该改进方法，文中推导了一些常用窗函数的实用修正公式。仿真结果验证了该改进算法的有效性和易实现性。     

电力系统谐波分析FFT算法的软件实现

通过软件来实现FFT算法，并把它应用到电力传输中，这就给电力系统的分析提供了可靠的数据，对电力系统的安全运行和正常工作都有很重要的意义。     

基于插值FFT算法的间谐波分析

间谐波是非整数倍基波频率的谐波信号.间谐波除了具有一般谐波信号的特性外,还会影响谐波补偿装置,因此准确检测间谐波的参数对于电力系统具有十分重要的意义.快速傅立叶变换在非同步采样情况下存在着较大的误差,因而无法直接获取准确的间谐波参数.为了减小非同步采样的影响,提高间谐波分析精度,提出了基于加窗插值FFr算法的间谐波参数估计,分析和推导了基于Rife-Vincent（Ⅲ）窗的间谐波频率、幅值和相位的估计公式.在此基础上,对插值公式作适当修改,可以进一步提高分析精度.仿真结果表明：改进后的算法在非同步采样时,对电网间谐波和谐波参数的估计具有很高的精度,有利于电力系统中谐波参数的准确获得.     

基于FFT的高精度谐波检测算法

大量非线性元件的应用给电力系统带来了大量的整数和非整数次谐波，传统的谐波检测方法快速傅立叶变换（FFT）由于存在栅和频谱泄漏现象，只适用于整数次谐波的分析，而不适用于非整数次谐波的检测，因此不能够实现精确的谐波分析，非整数次谐波频谱泄漏现象是因为有限长信号的傅立叶变换与理论傅立叶变换的不同而产生的，为消除频谱泄漏误差，提高检测精度，文中详细分析了FFT算法的频谱泄漏现象，在此基础上提出了改进算法，该算法通过对FFT算法做简单变换，减少了频谱泄漏误差，降低了谐波之间的相互干扰，仿真验证了该算法的高精度检测特性，该文提出的算法具有实现简单，精度高的特点，从而为电力系统中的谐波检测和分析提供了一种有效的算法。     

DIT—FFT快速傅立叶变换的改进

本文讨论的FFT算法是基于多数参考文献中所论述的时间抽样快速傅立叶变换（DIT-FFT）。我们知道,在FFT变换中的关键步骤为：码位倒置、蝶形运算,并且从实现的角度考虑方法也是多种多样的,但从DSP芯片性能及商业价值考虑,不能只注重算法得出的最终结果,而是要考虑该算法优越性,不同的实现方法其所需的乘法与加法次数也会明显不同。本文主要讨论基2（radix-2）的DIT—FFT的改进。     

应用三谱线插值FFT分析电力谐波的改进算法

分析了加窗三谱线插值FFT算法的原理。针对算法开方运算量大、响应速度慢的不足,分析了窗函数主瓣内谱线的相位特性,推导出在忽略谐波间泄漏影响的情况下窗函数主瓣内任意相邻两根谱线相位差等于π的规律。在此基础上提出了一种改进三谱线插值修正算法,该算法在不影响精度的前提下可将插值过程所需的求幅值运算量减少为常规算法的1/3。仿真和实验结果表明,改进算法有效地减少了插值过程的计算量,提高了算法响应速度,同时仍然具有较高的计算精度,适用于电力谐波的分析测量。     

改进的FFT算法及应用研究

为了适应现代电能质量检测的需要,在传统FFT算法的基础上,利用快速排序和简化旋转矩阵等方法,对其实现方法进行了改进。提出了改进的基8 FFT算法和改进的基12 FFT算法,简化了运算,提高了运算的实时性,实现了对长度为2的非整数次幂的数据处理。所提算法应用于新型电能质量检测仪中,取得了良好的效果。     

加窗插值FFT的电网谐波分析算法研究

快速傅立叶变换(FFT)在测量电力系统谐波时存在的频谱泄漏问题会产生较大误差,从而影响分析结果。加窗插值算法可以有效减小泄漏,改善谐波幅值、相位测量准确度。选择电力系统中较为常用的Hanning窗和Blackman-Harris窗插值法,通过仿真对算法的精度和复杂性进行比较分析,对算法进行了进一步修正,使得谐波分析结果与实际情况更为接近。     

基于旋转因子变换的频点能量插值谐波检测算法

IEC标准采用10周波组或子组算法来测量谐波和间谐波,其缺陷是无法精确测量各分量的频率、幅值和相位参数,且在非同步采样时有较大误差。通过对IEC标准下非同步采样的信号进行频域旋转因子变换,根据变换后的频点能量分布,从能量角度提出了基于旋转因子变换的频点能量插值算法,消除了非关注分量对计算分量的旁瓣干涉,实现了谐波、间谐波准确辨识和精确测量。仿真结果验证所提算法的有效性,并具有优良的抗噪性能,能满足IEC标准和工程测量要求。     

一类半波对称FFT改进算法与电网谐波分析

在深入分析快速傅里叶变换(FFT)方法的基础上,针对一类电网信号具有半波对称性的特点,提出了一种改进的FFT算法.该算法对于只含奇次谐波分量的一类半波对称波形,省去了偶次谐波分量的计算.因此,改进算法的计算量是传统FFT的一半,大大节省了运算时间,提高了谐波分析速度.论文详细推导了算法公式,设计了完整的计算流程,并通过...     

基于改进加窗插值FFT的高精度谐波与间谐波检测算法

大量非线性元件的应用给电力系统带来了大量的整数次和非整数次谐波（称为间谐波）,传统的谐波检测方法——快速傅里叶变换（fast Fourier transform,FFT）算法基于同步采样的方式,不适用于非整数次谐波的检测分析。频谱泄漏现象是由于有限长信号的傅里叶变换与理想傅里叶变换的不同而产生的。为了消除频谱泄漏,提出了基于余弦窗的插值FFT算法,给出了K项余弦窗插值的参数估计通式,并对矩形窗和汉宁窗的插值算法通过实例进行了验证。结果表明,基于汉宁窗的插值算法在基波频率偏离额定值或者大量间谐波存在的情况下,都能在非同步采样下准确地检测出谐波和间谐波的频率、幅值和相角。同时该算法也和其他非同步采样方法进行对比,结果表明,该算法较文献中方法具有精度高、计算复杂度降低的优点。     

一种改进型FFT谐波分析方法

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)存在较大的误差,不适宜直接用于电力系统谐波分析中.为消除其所产生的误差,提高检测精度,提出了一种基于最小二乘法与FFT相结合的改进型谐波分析方法.该方法利用最小二乘法对快速傅里叶变换的结果进行修正,从而获得高准确度的分析结果,实现对非整数谐波和频率较小的次谐波的同步跟踪与分析.利用Matlab软件对该方法进行仿真实验,仿真结果证明了该方法的有效性和准确性,为谐波的检测与分析提供了一种有效的方法.     

基于FFT和神经网络的非整数次谐波分析改进算法

运用神经网络模型进行整数次谐波检测可达到较高的检测精度,但该种线性神经元模型不适合非整数次谐波的检测。为精确检测非整数次谐波,该文提出一种改进的线性人工神经元模型,并将加汉宁窗的FFT算法和改进的线性人工神经元模型结合起来,提出一种改进的非整数次谐波分析算法。首先,对采样信号用加汉宁窗的FFT算法进行预处理,得到谐波个数和精度不高的谐波次数;其次,根据谐波个数设定神经元的个数,根据预处理后得到的谐波次数设定神经网络谐波次数迭代的初始值;为了提高迭代速度,提出了谐波次数迭代步长自适应调整的算法。最后对改进后的人工神经网络进行训练,实现了非整数次谐波的精确检测。仿真实例表明,该方法能将频率相近的非整数次谐波分离,可有效提高谐波参数的检测精度和速度。     

利用加窗FFT和IFFT实现Hilbert变换

电力系统无功功率测量中,Hilbert变换方法应用较为广泛.传统的基于DFT和IDFT的Hilbert变换法计算时间长,实时性差且精度有待进一步提高.文中提出一种基于加窗FFT和IFFT的Hilbert变换新方法,具体实现过程为:对原始信号加窗;将加窗信号累加到一个周期并进行FFT运算,得到信号各次谐波参数;对处理后的...     

应用改进FFT算法实现风电场谐波的检测

为了监测风力发电站产生的电力谐波,分析一种基于加窗插值快速傅里叶变换(FFT)理论的谐波检测方法,本文采用TMS320F2812 DSP同16位AD转换芯片ADS8364相结合来实现上述算法,利用TMS320F2812的高速性和ADS8364的高精度及采样频率可变性;在人机交互方面,单独采用一片AVR单片机ATMEGA16L控制键盘和液晶显示,DSP与AVR单片机之间通过SPI总线进行通信;设计了大容量的FLASH存储器用来存储历史数据;在数据通信方面,设计了以太网通信接口,RS232以及RS485串行通信接口,方便数据传输。实验结果证明了本方法的可行性与精确性,具有很好的实用价值。     

基于混合窗的改进全相位谐波相位检测算法

在实际谐波检测过程中,传统傅里叶算法只能做到非同步采样,这样就无法避免栏栅效应和频谱泄露的存在,导致谐波检测中相位检测精度相对较低。针对此问题,提出hanning窗和4项5阶nuttall窗的二阶混合卷积窗,用其在相位检测中做预处理,并以此提出基于混合卷积窗的改进全相位傅里叶算法,该算法在谐波相位检测中能有效提高谐波相位检测精度。分别在白噪声和频率波动的影响下做仿真验证,并与传统的加窗插值算法作对比分析。仿真结果表明,文中优化算法在谐波相位检测中具有较大优势,提高4个数量级的精确度,且具有较强抗白噪声和频率波动能力。     

电力系统谐波分析的高精度FFT算法

快速搏立叶变换存在较大的误差,无法直接用于电力系统谐波分析。本文对ＦＦＴ的泄漏误差进行了分析,根据ＪＡＩＮＴ ｒａｎｄｋｅ提出的插值算法提出了多项余弦窗插值的新算法,对ＦＦＴ的结果进行修正,极大地提高了计算精度,使之适用于电力系统的准确谐波分析。     

基于FFT的伪码捕获技术研究与实现

介绍了快速傅里叶变换捕获技术的算法及原理,设计了一种FFT伪码快速捕获的硬件实现方案和测试方案,并详细分析了整个系统的结构。借助FPGA平台进行开发验证,利用MATLAB仿真软件和QuartusII内嵌的逻辑分析仪SignalTapⅡ进行仿真测试,系统仿真和实际测试结果表明该捕获电路能够正常工作,并已经应用于GNSS接收机的开发。