基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法

插值FFT作为一种常用的电力系统谐波分析方法,在抑制谱间干扰、宽带噪声等方面存在一定不足。文章提出了一种基于频谱分辨率自适应的双插值DFT谐波分析方法。该方法基于窗函数、插值方法对算法谱间干扰误差和宽带噪声误差的影响机理,通过频谱分辨率自适应以抑制基波对谐波计算的频谱干扰,并通过倍频逆推求整次谐波,避免插值计算谐波带来的误差。仿真结果表明,所提出的算法相比于双插值FFT和三插值FFT算法具有更高的计算精度。     

基于傅立叶基函数神经网络算法的电力系统间谐波分析方法

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。提出了一种基于傅立叶基函数神经网络算法的电力系统谐波分析方法,研究了该谐波分析方法的收敛性。为了验证该算法的有效性,给出了利用该算法进行间谐波分析的仿真实例。仿真结果表明,文中提出的间谐波分析方法具有计算精度高、训练速度快的特点,因此在电力系统间谐波分析中具有较大的应用价值。     

基于小波变换的电力系统间谐波分析与检测

间谐波是电力系统中一种特殊的谐波,它大量存在于电网中。间谐波对电网危害极大,所以对它进行分析和检测具有重要的科学与工程意义。传统的经典傅立叶变换（DFT）在对间谐波的分析上有易受噪声干扰和分辨率低的缺点。提出一种基于小波变换的间谐波分析方法,在MATLAB环境下,针对电力系统中循环变流器产生的间谐波进行消噪、检测,仿真结果表明,这种方法不仅具有高分辨率特性,可以很好地分析间谐波,而且能实时跟踪检测间谐波。     

基于傅立叶基函数神经网络算法的电力系统间谐波分析方法

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.提出了一种基于傅立叶基函数神经网络算法的电力系统谐波分析方法,研究了该谐波分析方法的收敛性.为了验证该算法的有效性,给出了利用该算法进行问谐波分析的仿真实例.仿真结果表明,文中提出的问谐波分析方法具有计算精度高.训练速度快的特点,因此在电力系统间谐波分析中具有较大的应用价值.     

基于改进PSO-Prony算法的谐波和间谐波分析

针对传统的谐波和间谐波检测方法受噪声影响较大这一问题,提出了一种有效的抑制噪声影响的方法。通过分析噪声条件下传统Prony算法在谐波和间谐波特征参数检测中存在的局限性,并根据噪声对谐波和间谐波信号的频率检测结果影响较小,对幅值检测结果影响较大的特点,提出了基于PSO算法和Prony法的谐波和间谐波检测新算法PS0-Prony算法。通过仿真分析表明,该方法准确有效,对不同强度的噪声都有较好的抗噪效果,为电力系统谐波和间谐波分析提供了一种新方法。     

基于PSO的原子分解法在间谐波分析中的应用

间谐波是非整数倍基波频率的信号,对电能质量会造成严重污染,并降低电力系统可靠性。因此,准确地检测分析间谐波的特征对电力系统安全稳定具有重要意义。首次将基于粒子群优化算法的原子分解法应用于电力系统间谐波检测分析,能够克服传统的匹配追踪算法计算时间过长的缺点。该方法将粒子群优化算法应用于原子分解的迭代优化过程中,通过比较粒子的最佳适应度值,选取最能反应信号特征的最佳匹配原子,完成各次谐波和间谐波分量的提取,而且可以得到时频分辨率很高,且不受交叉项影响的时频分布图,最终完成整个电力系统谐波的准确分析。通过两个仿真算例表明,所提方法准确有效,具有较好的自适应性和抗噪性能,为电力系统间谐波分析提供一种新的途径和方法。     

基于投影近似子空间跟踪算法的谐波检测方法

子空间分解类算法在理论上具有任意的高分辨率,非常适合于电力系统各类谐波的分析,但需要对高维矩阵进行特征值分解,这不仅费时而且不易于工程实现.本文将投影近似子空间跟踪算法引入电力系统谐波分析领域,详细分析评估了PASTd算法的性能.仿真结果表明,紧缩投影近似子空间跟踪算法即PASTd算法不仅保留了子空间分解类算法的超分辨率特性,而且收敛速度较快,稳定性好,可推广用于电力系统谐波检测领域.     

基于AR谱估计和Adaline神经元的间谐波分析

将人工神经网络应用于电力系统间谐波分析,提出了Burg算法与Adaline神经元相结合的间谐波分析方法.通过Burg算法计算自回归(AR)模型参数,得到信号中谐波和间谐波的个数及频率初值,然后应用改进的Adaline神经网络精确分析谐波和间谐波的频率、幅值和相位.MATLAB仿真结果验证了Burg-Adaline间谐波分析方法具有分辨率高、精度高、收敛快的优点.     

一种高频率分辨率的谐波、间谐波分析模型

非线性负载、电力电子设备等给电力系统引入了大量的谐波、间谐波,对电力系统的安全稳定运行造成威胁。离散傅里叶变换（DFT）技术频率分辨率较低,当间谐波与基波或者谐波之间的频率间隔较小时,无法对邻近频率分量进行准确分辨;矩阵束法等频率分辨率较高的算法通常运算量较大,只能进行谐波、间谐波的离线分析。该文结合全相位傅里叶变换（ApFFT）和泰勒傅里叶多频模型,提出一种频率分辨率高、计算量小的谐波、间谐波分析模型,其频率分辨率远大于传统DFT技术,运算速度约是矩阵束法的39倍。该文对该模型的噪声鲁棒性、频率分辨率、运算速度进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的模型具有良好的噪声鲁棒性,频率分辨率可以达到12Hz,进行谐波、间谐波分析时的频率误差小于0.01Hz,幅值误差小于5%,可以实现谐波、间谐波的快速检测。     

基于MSWF和改进Adaline神经网络的间谐波分析

为降低计算复杂度,将多级维纳滤波器(MSWF)应用于电力系统间谐波分析,提出基于MSWF和改进自适应神经网络的间谐波分析方法。利用MSWF的前向递推实现信号子空间和噪声子空间的快速估计,不需要估计数据的协方差矩阵及其特征值分解,减小了计算量。应用新的最小描述长度准则和TLS-ESPRIT算法确定谐波、间谐波的个数及频率。为提高收敛速度,应用基于递归最小二乘学习算法的自适应神经网络分析谐波和间谐波的幅值和相位。Matlab仿真结果验证了所提算法的有效性。该方法计算复杂度低,分辨率高,精度高,收敛快。     

一种实时精确估计电力谐波和间谐波参数的方法

提出一种电力谐波和间谐波参数实时高精度估计的新方法。首先利用对称窗函数的能量谱重心导出各电力谐波的频率和相位的估计算法;接着使用Parseval定理推导出精确估计电力谐波幅值的计算公式;进而分析了估计误差,估计误差仅与加权窗函数的能量分布特性有关,某次谐波的估计相对误差不大于窗函数在频域中旁瓣所占能量与总能量的比值。最后,仿真试验表明,所提方法与其他加窗快速傅里叶变换插值校正分析方法在计算耗时上有明显优势。模拟试验证明,所提方法很适合用于嵌入式系统和数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

基于改进DFT和时域准同步的间谐波检测算法

快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样时存在频谱泄漏和栅栏效应,由此产生的谐波与间谐波之间的频谱干扰会严重影响间谐波参数测量的准确度。为减小谐波与间谐波之间的频谱干扰,提出一种基于改进离散傅里叶变换(DFT)和时域准同步的间谐波检测算法,采用改进DFT算法精确估计基波频率,利用三次样条插值重构准同步采样序列,用FFT算法对单个周期重构序列进行处理,得到基波和谐波的参数,并将基波和谐波成分从重构序列中减去,再次用FFT算法和最大谱峰搜索法对剩余序列进行处理,确定每一个间谐波成分的参数。仿真结果表明,该算法不仅能提高频率分辨率,还可以有效排除谐波和间谐波的频谱干扰,且间谐波检测的准确度高、稳定性好、运算量小。     

基于离散频率自适应梳状滤波器的时变谐波分析

针对直流分量与多个谐波及间谐波分量叠加的时变电力信号,采用一阶低通滤波器与多个归一化频率估计器并联形成偏置频率自适应梳状滤波器,以快速准确估计直流分量以及每个谐波与间谐波分量的频率和幅值。算法的带宽参数与频率自适应增益分别对幅值与频率的收敛速度及估计精度具有不同的影响。利用经典四阶龙格-库塔方法获得相应的离散算法,并给出实现算法的程序结构。采用两个DSP系统组成实验系统,验证了算法的有效性。     

基于汉宁双窗apFFT单谱线插值的电力谐波和间谐波检测算法

当利用快速傅里叶变换(FFT)对电力谐波或间谐波进行处理时,实际频率与频率分辨率不一定是整数倍关系,由此造成频谱泄漏,影响谐波或间谐波参数的估计精度。针对此问题,提出了一种基于汉宁双窗全相位FFT离散单谱线插值的频谱校正算法。算法的原理是:利用理论频率点附近的旁谱线幅值和主谱线幅值的比值,推导出各频率点的校正量。然后,根据估计出的频率校正量,并结合全相位FFT的线性时不变性(LTI)以及汉宁窗的归一化模函数估计出信号的幅值。由于全相位FFT的相位谱与频偏无关,因此可以取频率点处的主谱线相位值来估计信号的初相位。仿真算例对比表明:汉宁双窗apFFT单谱线插值频谱校正算法估计的谐波和间谐波参数更准确,综合误差更小,具有较强的抗白噪声干扰能力。     

基于最优窗Burg算法的电力系统间谐波谱估计

Burg算法适合于电力系统间谐波谱估计,但存在谱峰偏移和谱线分裂的缺点,影响其谱估计效果.本文在误差分析的基础上提出了基于最优窗Burg算法的间谐波谱估计新方法.首先通过在平均频率误差方差最小的意义下来获得最优窗,再将加窗后的预测误差平均功率最小化来求取反射系数,最终求得信号的功率谱.仿真结果表明,与传统的Burg算法...     

一种高精度的电网谐波/间谐波检测的组合优化算法

为了提高电能质量,准确测量电网中的谐波和间谐波频率、幅度和相位,给出一种高精度的电网谐波和间谐波检测的组合优化算法。首先,利用双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法,检测出谐波和间谐波的频率值;再构建谐波和间谐波信号幅值和相角参数的目标函数,设定初始值和迭代精度,由拟牛顿优化算法对目标函数进行迭代运算,检测出相应的谐波和间谐波信号的幅值和相位角。利用该方法对复杂间谐波信号进行检测,仿真实验结果表明,基于双窗全相位快速傅里叶变换时移相位差频谱校正法和拟牛顿法的组合算法实现了间谐波幅值、频率和相位三个特征的较高精度检测。且该算法具有较高的抗噪声干扰能力。     

基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波检测方法

非线性电力元件的广泛使用使电力系统的谐波和间谐波污染越来越严重。为准确计算谐波和间谐波的参数特征,以有效克服噪声影响,提出基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波的一种检测方法。首先对电力系统信号进行连续小波变换;然后确定同步挤压阈值,对连续小波变换结果进行同步挤压,并利用同步挤压结果计算电力信号主频率;最后,设置提取频率区间,将电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(IMT),并结合Hilbert变换及最小二乘拟合,精确计算噪声背景下谐波和间谐波的幅值与频率。通过模拟信号和实测信号对所提方法有效性进行了分析,实验结果表明,与Prony和HHT方法相比,本文方法通过同步挤压有效抑制了噪声干扰,谐波和间谐波的检测精度有较好的提高。     

基于apFFT和带约束条件的最小二乘拟合的间谐波检测算法

在非整周期采样的情况下,使用传统的快速傅里叶变换(FFT)对邻近基波/谐波的密集谱间谐波进行参数估计时,由于频谱泄露的影响,间谐波检测误差较大,甚至难以判断密集谱的存在,因此,文中提出了一种基于全相位FFT和带约束条件的最小二乘拟合的间谐波检测算法。该算法的原理是先利用全相位FFT对间谐波参数进行预估,在预估参数的基础上构造拟合函数并设置约束方式,然后使用最小二乘拟合对间谐波参数进行校正。通过对比不同约束方式的效果,选择对幅值和相位分别进行约束为最佳约束方式。仿真实验表明,与其他基于FFT的算法相比,该算法可以有效地减少间谐波参数检测误差并具有良好的抗噪性。     

采用Prony算法的谐波和间谐波分析

传统的谐波检测方法——快速傅里叶变换存在栅栏和频谱泄露现象,因而对谐波和间谐波信号不能实现精确的检测。采用扩展Prony算法检测信号的谐波和间谐波,能一次性精确地检测到整数和非整数次谐波的相位、振幅、频率,为电力系统整次和非整次谐波检测提供了一条新的途径。数值仿真验证了该算法的有效性。