间谐波检测技术及DSP算法设计

本文在广义dqk旋转坐标变换的谐波电流检测理论基础上,以单相电路的间谐波检测为对象,通过对谐波频率倍频,提出了单相电路间谐波检测技术;并基于DSP微处理器研究了该技术工程化方法,包括采样倍频算法、旋转变换算法等DSP算法,并进行了仿真验证。最后,研制了一台基于DSP（TMS320F2812）的动态实时全谐波（包括间谐波和整数次谐波）检测装置,实验结果表明,该间谐波检测算法可行且精度较高。     

一种识别谐波分量主瓣干扰的方法

加窗插值快速傅里叶变换是目前最常用的谐波信号分析方法。当信号中含有频率相近的谐波和间谐波分量时,频谱中通常存在主瓣干扰现象,影响到加窗插值快速傅里叶变换的精度。针对这一问题,研究了主瓣内谱线的相位特性,提出了一种判断主瓣干扰存在的方法,进而识别出频率相近的谐波和间谐波分量。仿真实验验证了该算法的有效性和准确性。     

基于随机子空间结合稳定图的间谐波高精度检测方法

为精确检测间谐波参数,提出了基于随机子空间辨识(SSI)与稳定图法相结合的间谐波检测方法.SSI算法可以直接根据含有系统特征信息的端部量测数据检测出系统的参数,首先结合稳定图检测出间谐波分量的个数和模型阶次,然后用SSI算法直接对原始含噪信号精确检测出各间谐波分量的实际频率,如果信号的信噪比大于10 dB,则无须去噪,用最小二乘法对各间谐波分量的幅值进行精确检测.分别针对间谐波数值仿真信号、舍噪调幅信号及电弧炉电流信号进行间谐波分析,结果表明:该方法抗噪声能力强、计算速度快、检测精度高,尤其对时变性较强的调幅性间谐波信号具有强适应性.仿真结果验证了该方法的可行性与有效性.     

基于双插值FFT算法的间谐波分析

为了减小频谱泄漏的影响,提高间谐波分析精度,提出了加余弦窗双插值FFT算法来分析间谐波。该算法通过选取合适的窗函数,对采样信号进行加窗后,用FFT计算出离散频谱,再利用多项式逼近的方法得到频率和幅值的修正公式来对谐波分析结果进行修正。修正谐波幅值时,选择距频点最近的左右两根谱线进行加权,对两根谱线采用的权重与它们各自的幅值成正比。该算法能够有效地降低泄漏和噪声干扰,提高了间谐波和谐波分析的准确性。仿真结果证实了算法的正确性与易实现性。     

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FFT和优化匹配追踪的谐波/间谐波检测

谐波和间谐波干扰严重影响电力系统的正常运行,将快速傅里叶变换(FFT)和采用局部优化的匹配追踪算法相结合,并构造离散正弦字典,实现在含有噪声、基波频率偏移和频率相近的间谐波情况下的谐波和间谐波参数检测。采用循环迭代方法,按照能量大小,依次提取出谐波和间谐波扰动成分,每次迭代首先用FFT估计出当前频率参数,并搜索该频率下的相位,然后以该频率和相位作为初值,用Nelder-Mead算法获得优化后的频率和相位值,并通过MP算法提取出匹配信号表达式,进而获得幅值参数。仿真结果表明本文提出的算法计算复杂度低、物理意义清晰,具有较好的检测精度和抗噪性能。     

S变换在电力系统间谐波检测中的应用

间谐波是一种频率为基波非整数倍的特殊谐波,由于它在电力系统中大量存在,对电力系统造成极大影响与危害,所以对其进行分析和检测具有非常重要的意义.基于S变换的良好时频特性,提出了一种利用S变换检测间谐波的方法,通过Matlab分析S变换对典型信号的仿真并与小波变换进行比较,证明本方法的准确度、直观性更高.     

基于短时傅里叶变换的电压间谐波分析

文章介绍了将一种常用的信号处理手段——短时傅里叶变换(STFT)应用于电压间谐波的时频分析方法。与传统的傅里叶变换分析方法相比较,该方法能获得更精确的间谐波时频特性,为间谐波的频率检测提供了理论基础。在Matlab软件下,通过选取适当的窗函数,用STFT对含有间谐波的电压信号进行分析,使其时频分辨率得到较大提高。该方法有助于去除电压信号中的间谐波,以进一步改善电能供电质量。     

一种无锁相环i_p-i_q检测新方法

针对常用的基于瞬时无功功率的谐波检测法计算量大、矢量变换复杂、实时性差、鲁棒性弱等问题,提出了一种基于反馈和高性能低通滤波器的无锁相环ip-iq检测新方法。该方法通过预设变换矩阵的频率实现谐波和基波电流的检测,无需坐标变换和锁相环;采用基波电流反馈技术,减小了检测误差及动态响应时间;采用低通滤波器和均值滤波器级联组成高性能低通滤波器,提高了谐波和基波检测的精度和响应速度。该方法适用于单相电路、三相三线制电力系统、三相四线制电力系统的谐波和基波电流检测。